Los animales que habitan en ambientes secos y
desérticos disponen de diferentes adaptaciones para su supervivencia en estos.
Uno de los ejemplos más conocidos son las jorobas de camellos (Camelus
bactrianus) y dromedarios o camellos arábigos (Camelus dromedarius).
Popularmente, siempre se le ha otorgado a la joroba de
los camellos la cualidad de depósito de agua. Sin embargo, estudios científicos
demostraron que este depósito no almacenaba agua, el interior de estas jorobas lo
componían principalmente reservas de triacilgliceroles y fosfolípidos, comúnmente
conocidas como grasas. La
cantidad almacenada en estas jorobas alcanza la cifra de 15 a 20 kg de
triacilgliceroles y fosfolípidosglosario con más de un 60% de ácidos grasos
saturados, sobre todo los ácidos palmítico (C16:0) y esteárico (C18:0); entre
los insaturados destaca el oleico (C18:1n-9). Cuando estos animales pasan mucho
tiempo sin comer, la joroba se vacía y colapsa; su regeneración requiere meses
de alimentación a un ritmo normal.
Las reservas de triacilgliceroles de muchos animales tienen como función
proporcionarles energía, en unos casos, o calor, en otros, mediante la oxidación
de sus ácidos grasos, pero también agua pese a que los almacenes grasos están
exentos de este componente como tal. Esto se debe a que en los procesos del
catabolismo de las moléculas energéticas se genera “agua metabólica”.
Ácido palmítico + 23 O2 + 106 ADP + 106 Pi →
16 CO2 + 122 H2O + 106 ATP
La producción de agua en el metabolismo de moléculas
orgánicas resulta ser mayor en grasas, produciendo una cantidad de este agua
metabólica equivalente en peso a la cantidad original de grasas. En organismos
vivos, el metabolismo oxidativo de los lípidos produce una cantidad de agua
mucho mayor. Se pone como ejemplo la producción de agua metabólica del
catabolismo de una molécula de ácido palmítico. Durante las primeras etapas del
proceso (Activación, ß-oxidación del palmitoil-CoA y Ciclo de Krebs) se consume
más agua metabólica de la que se genera.
Sin embargo, durante la cadena de transporte
electrónico mitocondrial y la síntesis de ATP se multiplica exponencialmente la
producción de agua metabólica.
De las 122
moléculas de agua, 100 proceden directamente de la síntesis de ATP. Con estos
datos, a partir de un mol de tripalmitina (y sin tener en cuenta el glicerol)
se obtendrían 6588 g de agua; esto corresponde a 8,2 L de agua por kg de grasa
catabolizada. De esta manera, el agua metabólica les ayuda a no deshidratarse,
este agua se utilizará para mantener algunos procesos vitales del organismo.
Otros mecanismos para
hacer frente al clima seco
Camellos y dromedarios disponen de diferentes
mecanismos para hacer frente al clima seco. Entre ellos se encuentra su denso
pelaje como aislante o el comportamiento de estos camellos y dromedarios para
evitar un exceso de exposición al sol, sentándose orientados hacia este. De
esta manera, el ángulo de incidencia limita la intensidad de la radiación.
Son muy efectivos ahorrando agua; no la pierden con
facilidad. Producen muy poca orina y reducen aún más su producción cuando no
pueden beber. Por esa razón, producen una orina con muy alta concentración de
solutos, ocho veces más alta que la de la sangre. Hay que advertir de que
aunque esa diferencia de concentración entre la orina y la sangre es muy
grande, hay mamíferos en los que es aún mayor; en ese sentido los dromedarios
no son casos extremos. Y además de lo anterior, pierden muy poca agua en las
heces: su contenido hídrico es de un 45% solamente. Por último, tienen una gran
capacidad de ingesta, pueden llegar a beber 180 L de agua de una vez y
pasarse más de 10 días sin volver a tomar nada. Sin embargo, el gran volumen de agua
que beben los dromedarios no la beben para guardarla en un depósito, sino para
reponer la que han perdido con anterioridad.
En definitiva, en vez de un depósito secreto, lo que
tienen los camellos es una batería de mecanismos de diferente naturaleza que
les permite hacer frente con éxito a unas condiciones de temperatura y de
disponibilidad de agua que casi ningún otro animal de su envergadura puede
soportar.
El agua de mar es una solución basada en agua y sales minerales disueltas con una concentración aproximada de 35 ‰ (3,5 % o 35 g/L) de media. Estas sales están constituidas por varios componentes procedentes del efecto de disolución provocado por la lluvia al caer sobre las rocas, a través de los ríos. De esta manera, las rocas que
componen el suelo sufren diferentes procesos que la meteorizan, esto quiere decir que las descompone en partículas más pequeñas. Por supuesto, los que tienen más probabilidades de llegar al mar son los más solubles al agua, que son el cloro y el sodio, los componentes básicos de la sal común. Y que representan el 90 % de todos los componentes disueltos en el mar.
El agua proveniente de ríos y manantiales, como bien sabemos, desemboca
en el mar. Este agua provoca el arrastre estas partículas de las rocas disueltas en el agua, proceso conocido
como lixiviación. Además, no solo se van añadiendo minerales al agua,
la proporción de sal va aumentando conforme se produce el proceso de
evaporación del mar. Este proceso se ve influenciado por factores ambientales
como viento, temperaturas altas, el resultado es mayor concentración de sales
minerales.
¿Qué consecuencias
implica que el agua del mar sea salada?
Los compuestos salinos
aumentan la relación masa/volumen del agua de mar, de esta manera aumentan su
densidad. Esto explica que sea más fácil flotar en el agua del mar que en el
agua de ríos y piscinas.
Este aumento de la concentración de sal en el agua también disminuye a -2ºC su punto de congelación. Como hay masas de agua con diferente temperatura y concentración de sal dentro del mar, esto hace que haya masas de agua que sean más densas que otras. El agua más densa se hunde y deja lugar en la superficie a aguas menos densas, lo cual es clave para la circulación de las corrientes marinas que distribuyen el calor por el planeta.
Mucho se habla sobre la primavera con respecto a la temporada de apareamiento en los animales, y esto tiene varias explicaciones fisiológicas en los organismos, una de ellas es la cantidad de luz durante los días de primavera.
La luz solar activa y promueve la reproducción, la fertilidad, la viabilidad de los óvulos o de los cachorros; se desarrollan mayor cantidad de flores y frutos, y por ende existe más comida para las futuras crías. Se han realizado estudios científicos donde se evalúa la reproducción en los animales de laboratorio exponiéndolos a diferentes cantidades de luz solar y manteniendo como una constante el alimento que se ofrece, el lugar donde viven y todos los demás factores. El resultado es sorprendente, pues los animales que están expuestos a mayor cantidad de luz solar tienen mejor y mayor fertilidad con respecto a todos los demás. Esto es porque se estimula la glándula pituitaria, la que libera una hormona, que a su vez estimula el desarrollo de óvulos en la hembra y espermatozoides en el macho.
Así como la luz solar es importante en las plantas para innumerables mecanismos, como la absorción de dióxido de carbono y producción de oxígeno, la producción de clorofila, etc., en los animales la producción de hormonas está mediada por este efecto de luz. Un ejemplo de ello es que a las gallinas productoras de huevo para consumo se les aumenta la cantidad de luz durante el período invernal, y de esta manera no se reduce la producción de huevo.
Se podría concluir que los animales se reproducen en primavera debido a una especie de inteligencia natural de conservación, lo que le permite criar cuando hay más alimento a su alrededor. Al hacer coincidir el apareamiento con el cambio de estación estos mecanismos aseguran de que habrá más comida disponible para sus crías cuando nazcan.
¿Por qué los pájaros cantan más en primavera?
El inicio de la etapa reproductiva está marcado por profundos cambios fisiológicos que se piensa son disparados por algunos factores del ambiente. Esta sincronización asegura que cuando los pollos nazcan, los recursos alimenticios en el ambiente (insectos, semillas y frutos) sean los suficientes para garantizar su crecimiento.
Científicos de la Universidad de Oxford (Reino Unido) han identificado un gen en las aves que produce una molécula sensible a la luz en el hipotálamo, una región del cerebro vinculada a la regulación del hambre, el sueño y el deseo sexual. En primavera, esta molécula detecta que ha llegado el momento de buscar pareja y activa el sistema reproductivo de las aves. “Cuando escuchamos a los pájaros cantar en primavera, es porque una molécula sensible a la luz de su cerebro se ha activado”, aclara Russell Foster, coautor del trabajo.
La molécula identificada pertenece a una familia de fotopigmentos llamados opsinas, que detectan cambios en la luz ambiental, como los que se producen durante el amanecer y el anochecer. Los investigadores también han encontrado estas opsinas en anfibios, reptiles y otras aves, pero no en los mamíferos. No obstante, los mamíferos también son animales estacionales, incluido el ser humano. Concretamente, se ha demostrado los cambios de luz en las estaciones alteran la producción de melatonina. Por ejemplo, en las ovejas, cuando llega el otoño y se acortan los días, el aumento de la producción de melatonina estimula la reproducción, aumentando el número de espermatozoides en el semen de los machos a la vez que se incrementa la fertilidad de las hembras. Este mecanismo permite que los corderos nazcan coincidiendo con la llegada de la primavera.
Cualquiera que sea el factor que da inicio a la reproducción, las aves responden a él con cambios fisiológicos extremos. Las hormonas del cerebro, principalmente las provenientes del hipotálamo, estimulan a los diferentes órganos del cuerpo, especialmente los sexuales, los cuales entran en gran actividad. Los testículos de los machos aumentan de tamaño hasta diez veces más en relación con las etapas no reproductivas, y los folículos en los ovarios de las hembras empiezan a crecer hasta presentar la apariencia de un racimo de uvas. Las gónadas también empiezan a producir hormonas que a su vez estimulan el desarrollo de conductas muy particulares para atraer una pareja y comenzar la anidación.
EL PROBLEMA DE ENCONTRAR PAREJA
Para iniciar el rito de la reproducción, las aves recurren a una serie de señales dirigidas a encontrar su pareja y realizar la copulación. Las señales generalmente pueden ser muy complicadas, e incluyen cantos, posiciones, bailes, vuelos, ruidos producidos con objetos, las alas o la cola y, a veces, ofrecimiento de regalos. A esta serie de patrones de conducta que tienen por objeto reunir a los sexos, se le da el nombre de desplante (display), y a la actividad de atraer a la pareja, cortejo. Éste tiene características muy particulares en cada especie, lo que asegura que un individuo sólo reconocerá el patrón de cortejo de su misma especie, evitando así entrecruzamientos híbridos. En algunos casos, el cortejo puede ser muy sencillo, pues la hembra es atraída por el canto del macho hacia el territorio, se produce la copulación y la pareja inicia otras actividades como la construcción del nido y la puesta. Los patos y los zambullidores realizan su cortejo en el agua y nadan siguiendo patrones particulares o realizando carreras sobre el agua.
Sin embargo, en algunas aves los cortejos son muy complicados. Los ptilonorrincos o boyeros, aves australianas, construyen una estructura llamada boya (bower), que muchas veces tiene la forma de una pequeña casa (tanto que los primeros exploradores europeos pensaron que eran construidas por enanos o duendes), alrededor de la cual colocan objetos (papeles, pedazos de tela, corcholatas) de colores variados: azul una especie, rojo otra, blanco otra; inclusive una especie "pinta" las paredes de su boya con frutos, lo cual atrae a la hembra irremediablemente hacia la boya donde se realiza la cópula. Ofrecer regalos no es exclusivo de los boyeros, las grandes aves de presa, como algunas águilas, realizan el cortejo al vuelo, siendo la culminación del desplante regalarle a la hembra una presa mientras el macho vuela de espaldas. Los abejarucos de Europa y Asia regalan un insecto a la hembra dentro del nido, lo cual hace que ésta se disponga a copular, es la alimentación de cortejo.
Turquitos, colibríes y guacos realizan un tipo de cortejo muy particular que recibe el nombre genérico de lek. Se efectúa en un territorio pequeño llamado arena, en la cual se reúnen varios machos a realizar sus desplantes. Las hembras, por lo general, se mantienen alrededor de la arena observando a los machos realizar su ritual, apareándose con el que realizó el mejor acto. Uno de los resultados lógicos de este sistema es que existe un macho, llamado dominante, el cual se aparea con la mayoría de las hembras, por lo que machos menos experimentados se aparearán con pocas o ninguna. Los rituales del lek llegan a ser muy complejos; en algunas especies de turquitos los machos forman una fila y religiosamente esperan su turno para realizar su desplante, que consiste en vuelos acrobáticos produciendo sonidos con las alas. Lo anterior fue estudiado con gran detenimiento en Brasil por el investigador alemán Helmut Sick.
Una vez conseguida la o las parejas, la duración de las relaciones varía de acuerdo con las diferentes especies. Algunas sólo están juntas durante la copulación, siendo las hembras las encargadas de construir el nido, incubar los huevos y cuidar a los pollos, mientras que los machos posteriormente se aparean con otras hembras. Esto es frecuente en varios grupos de aves polígamas como los colibríes y los turquitos.
Los patos frecuentemente permanecen como pareja durante un corto tiempo, generalmente hasta que la hembra acaba de poner los huevos e inicia la incubación. Muchas de las especies monógamas y varias polígamas se mantienen juntas durante toda la etapa reproductiva, separándose una vez que los pollos han alcanzado la independencia. Sin embargo, existen aves que conservan su pareja durante toda la vida; lo hacen así las grandes aves de presa, los cisnes y los cuervos.
OTROS TIPOS DE CORTEJO
Cómo ya mencionamos anteriormente, el cortejo no es exclusivo de aves. Podemos encontrar interesantes rituales de cortejo por todo el reino animal. Un ejemplo de ello es el ritual de apareamiento del escorpión amarillo. Cuando Buthus occitanus los escorpiones amarillos van a aparearse se cogen de las pinzas y empiezan a bailar en círculo. Después de eso el macho deja una bolsa de esperma en el suelo y la hembra la recoge. Normalmente la hembra se come al macho después de aparearse.
Por último, cabe destacar cierto comportamiento reproductivo bastante peculiar dentro de la clase de los mamíferos, es el caso de la rata marsupial (Phascogale) y el ratón marsupial (Antechynus). El macho de ésta especie sólo vive para ver una temporada reproductiva, su extrema actividad sexual provoca el fallecimiento por estrés sexual. Durante la temporada reproductiva, los machos de ambos géneros entran en un frenesí sexual caracterizado por un aumento de testosterona, como en el resto de animales, pero llevado al extremo. Pero en éstos pequeños marsupiales, la testosterona permite un aumento en sangre de cortisol, que acaba teniendo una concentración 25 veces superior en machos que en hembras. El cortisol es “la hormona del estrés” y entre sus efectos se encuentra la inhibición del sistema inmune y la activación de la reacción inflamatoria.
Recientemente, la ciencia ha hecho grandes avances en el campo de la alimentación. Sin embargo, estos avances han venido acompañados con la malinterpretación del uso de estos por el desconocimiento de quien redacta la posterior divulgación de los resultados. Múltiples medios de comunicación han difundido información errónea basada en esta.
¿Qué son las enzimas?
Las enzimas son proteínas cuya función es la catalización de reacciones químicas. En el caso de los seres humanos, esto quiere decir que favorecen la aceleración de una reacción que, de otra manera, transcurriría a una velocidad muy baja. Estas enzimas actúan sobre otras moléculas a las que se llama sustrato, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso en escalas de millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.
Al igual que otros catalizadores, las enzimas no son consumidas en las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. La gran diversidad de enzimas existentes catalizan alrededor de 4000 reacciones bioquímicas distintas. No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, algunas moléculas de ARN son capaces de catalizar reacciones (como la subunidad 16S de los ribosomas en la que reside la actividad peptidil transferasa). También existen moléculas sintéticas denominadas enzimas artificiales diseñadas para catalizar reacciones químicas como las enzimas clásicas.
¿Qué funciones relacionadas con la alimentación realizan las enzimas?
Las enzimas presentan una amplia variedad de funciones en los organismos vivos. Una importante función de las enzimas es la que presentan en el sistema digestivo de los animales. Por ejemplo, las amilasas y proteasas son enzimas capaces de degradar el almidón y las proteínas, respectivamente, en otras más pequeñas, de forma que puedan ser absorbidas en el intestino. Las moléculas de almidón, por ejemplo, que son demasiado grandes para ser absorbidas, son degradadas por diversas enzimas a moléculas más pequeñas como la maltosa, y finalmente a glucosa, la cual sí puede ser absorbida a través de las células del intestino. Diferentes enzimas digestivas son capaces de degradar diferentes tipos de alimentos.
Actuando conjuntamente, varias enzimas pueden actuar en un orden concreto, a esto se le llama ruta metabólica. En una ruta metabólica, una enzima toma como sustrato el producto de otra enzima. Tras la reacción catalítica, el producto se transfiere a la siguiente enzima y así sucesivamente.
Las enzimas determinan los pasos que siguen estas rutas metabólicas. Sin las enzimas, el metabolismo no se produciría a través de los mismos pasos, ni sería lo suficientemente rápido para atender las necesidades de la célula. De hecho, gracias a las enzimas existe una ruta metabólica esencial para la vida como es la glucólisis.
¿De
dónde proceden las enzimas?
Los enzimas no están diseñadas para ser asimiladas en la comida como tal, nuestro organismo ya las tiene codificadas en el ADN en forma de genes y están reguladas a diferentes niveles. En general la mayoría de enzimas se sintetizan y funcionan en la misma célula, aunque siempre hay algunos que son excretados al medio, como las enzimas digestivas.
¿Se
pueden asimilar las enzimas presentes en los alimentos?
Se ha determinado que del peso total de la comida, las enzimas son una fracción ínfima, que se inactiva por calor, oxidación, frío, salinidad etc…
Las enzimas, como cualquier proteína incorporada en la dieta, una vez masticados y llegados al estómago, son primeramente escindidas (o desnaturalizadas) hasta los aminoácidos que la constituyen por medio de otras enzimas y ácido clorhídrico del tracto gastroinstestinal.
Estos aminoácidos, posteriormente a ser absorbidos en el intestino como aminoácidos, son convertidos en α-cetoácidos, estos pueden ser reciclados en el organismo para producir energía, glucosa o grasas o para la resíntesis de aminoácidos.
BIBLIOGRAFÍA:
A. Advances in Experimental Medicine and Biology Volume 436, 1998, pp 259-263
David L. Nelson and Michael M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry 6th Edition
Smith AL (Ed) et al. (1997). Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press.
Grisham, Charles M.; Reginald H. Garrett (1999). Biochemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. pp. 426-7.
Bairoch A. (2000). «The ENZYME database in 2000». Nucleic Acids Res 28: 304-305. PMID 10592255. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2015.
Lilley D (2005). «Structure, folding and mechanisms of ribozymes». Curr Opin Struct Biol 15 (3): 313-23.
Cech T (2000). «Structural biology. The ribosome is a ribozyme». Science 289 (5481): 878-9.
Groves JT (1997). «Artificial enzymes. The importance of being selective». Nature 389 (6649): 329-30.
Hunter T. (1995). «Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling». Cell. 80 (2): 225-36.
Berg JS, Powell BC, Cheney RE (1 de abril de 2001). «A millennial myosin census». Mol. Biol. Cell 12 (4): 780-94.
La primavera es la estación intermedia entre invierno y verano, el término prima proviene de «primer» y vera de «verdor» y, en el hemisferio norte, trás el equinoccio de primavera (entre el 20 y el 21 de mayo), esta se da desde marzo hasta mayo. Esta estación está caracterizada por el aumento progresivo de las temperaturas y el fotoperiodo, cambios en las condiciones ambientales que provocarán una cadena de respuestas en los seres vivos.
Como es de esperar, estos cambios no solo nos afectan a nosotros. Entre los seres más afectados por estas condiciones están los organismos vegetales, su nutrición y prosperidad dependen directamente de la energía que reciben del Sol. Por tanto, las condiciones para la reproducción y el crecimiento de la planta serán óptimas.
¿Cómo detectan estos cambios los organismos vegetales?
Muchas angiospermas utilizan una proteína fotorreceptora que se encuentran en las hojas de estos organismos, unas proteínas llamadas fitocromos y criptocromos. Estas proteínas, para detectar los cambios estacionales, detectan las horas de oscuridad en una respuesta de las plantas conocidas como fotoperiodicidad en la que, mediante hormonas vegetales, reciben la señal para florecer. En una subdivisión más amplia, las plantas fotoperiódicas forzosas requieren una noche lo suficientemente larga o corta antes de florecer, mientras que las fotoperiódicas opcionales es más probable que florezcan bajo las condiciones apropiadas de luz, pero al final lo harán, al margen de la duración de la noche, o del día.
Longitud de onda de la luz captada por distintos fotorreceptores vegetales y humanos.
Los biólogos modernos creen que es la coincidencia de las formas activas de fitocromo o criptocromo, creadas por la luz, junto con los ritmos del reloj circadiano lo que permite a las plantas medir la duración de la noche. Además de para la floración, el fotoperiodismo actúa sobre el crecimiento de tallos o raíces durante ciertas estaciones, o la pérdida de hojas.
Así, de este modo, las plantas que se polinizan por el aire florecerán y producirán el polen necesario para la reproducción de estas plantas, que es esparcido a la atmósfera.
¿Porqué se produce la alergia al polen?
Usualmente, el polen atmosférico llega al organismo a través de las vías respiratorias. El sistema inmunitario de los alérgicos al polen lo detecta como un elemento extraño, creyendo erróneamente que se encuentra bajo una invasión de parásitos y produciendo IgE (Inmunoglobulina de tipo E). Esta IgE es una proteína que producen las células plasmáticas en un intento de "proteger" el organismo. De esta manera se inicia una cadena de acontecimientos que provocan los síntomas de la alergia. La producción de IgE de antígenos no patogénicos, como los encontrados en fármacos, alimentos, y alérgenos estacionales, puede provocar reacciones alérgicas.
Gran parte de la IgE se puede encontrar unida a la superficie de los mastocitos, eosinófilos y basófilos. El reconocimiento de un antígeno por la IgE desencadena complejas reacciones inmunitarias, entre las que pueden destacarse, por ejemplo, la desgranulación de los mastocitos, que liberan sustancias vasoactivas como la histamina. Estos mastocito se encuentran en cantidades importantes en la piel, en las mucosas del tracto digestivo y en las vías aéreas. La liberación del contenido de los gránulos de los mastocitos al reconocimiento de antígeno causa síntomas como la hinchazón de las vías aéreas, la rinitis, y la dermatitis.
Además, cuando los eosinofilos la detectan unidas al alérgeno, estas inmunoglobulinas desencadenan la respuesta inflamatoria. La unión entre IgE y los receptores en los eosinófilos activados causa la secreción de toxinas que están destinadas a destruir al supuesto parásito.
Si una persona sufre de asma producida por reacciones alérgicas, esta cadena de acontecimientos también derivará en síntomas de asma.
¿Cómo afectan estos cambios ambientales (temperatura y fotoperiodicidad) al reino animal?
Ciertos cambios en la fisiología y el comportamiento del reino animal dependen de los cambios de temperatura y la fotoperiodicidad como modificaciones en el pelaje y el plumaje, las migraciones, la hibernación, el comportamiento sexual o el tamaño de órganos genitales.
Las condiciones ambientales de la primavera también son las óptimas para la supervivencia de los animales, es por ello que podemos observar a muchos de ellos practicando el cortejo y la reproducción durante esta época.
Pongamos como ejemplo la frecuencia de canto de pájaros como el canario, esta varía en gran medida con el fotoperiodo. Cuando se alargan las horas de luz solar, los testículos de los machos aumentan y secretan más hormonas sexuales que incrementan la frecuencia del canto.
La naturaleza ha desarrollado numerosas estrategias destinadas a combatir las inclemencias climáticas. Una de estas estrategias es la dormancia o dormición, es un período en el ciclo biológico de un organismo, durante el cual se suspenden por un periodo de tiempo el crecimiento, el desarrollo y la actividad física. Íntimamente ligado a condiciones ambientales, el organismo reduce drásticamente la actividad metabólica permitiendo que el organismo conserve energía.
Se han identificado diferentes tipos de dormancia en organismos animales:
- Diapausa.
La diapausa está predeterminada genéticamente y es común en muchos insectos. Esta permite que suspendan su desarrollo entre el invierno y la primavera. También se ha observado en mamíferos como el ciervo rojo europeo, en el cual la implantación del embrión en el útero se demora un tiempo, así la cría nace en la primavera, cuando las condiciones son más favorables.
- Estivación.
La Estivación se produce en respuesta a condiciones muy cálidas o secas. Es común en los invertebrados, como caracoles del género Helix y las lombrices de tierra, pero también puede ocurrir en otros animales como el pez pulmonado.
- Brumación.
La brumación es un ejemplo de dormancia en los reptiles, similar a la hibernación. Difiere de la hibernación en los procesos metabólicos afectados.
- Hibernación.
La estrategia más popular para combatir el frio en el reino animal es la hibernación. La hibernación es una manera de sobrevivir a la escasez provocada por las bajas temperaturas y las condiciones climatológicas. Es un comportamiento observado organismos endotermos, los cuales gastan energía para mantener su temperatura corporal dentro de unos límites, independientemente de la temperatura ambiental. En este estado se reduce drásticamente la tasa metabólica(1).
¿Cuál es el mecanismo fisiológico de la hibernación?
Tras la ingestión de alimentos grasos haber acumulado durante un periodo de tiempo grandes cantidades de reservas mediante en forma de triacilgliceridos comienza la hibernación. Durante este periodo de hibernación el organismo conserva su energía mediante el estado de inactividad y ralentización metabólica. Debido a necesitar conservar energía, el organismo reduce la tasa metabólica, por ello necesitará consumir menos cantidad de oxígeno para producir energía. Esto provoca que disminuya enormemente su temperatura corporal, respiración, pulsaciones.
¿Cuánto puede durar la hibernación?
La hibernación puede durar días, semanas o meses dependiendo de la especie, la temperatura ambiente, la época del año y las características de cada animal.
¿Cómo se nutre el animal durante la hibernación?
Para sobrevivir al periodo de hibernación, cuando disminuye el fotoperiodo y la temperatura, el organismo del animal percibe este cambio y activa la enzima lipoproteína lipasa (LPL) que va a degradar las moléculas de triacilgliceridos para aportar energía a las células.
Hibernantes sociales
Casi todas las especies de marmotas que existen hibernan en grupo, se les llama hibernantes sociales. La hibernación en grupo permite que las marmotas no bajen su temperatura por debajo de los 3-4 ⁰C en invierno, al estar pegados aumenta la conductancia térmica(2), por lo que se pierde menos calor. Esto permite que puedan ahorrar energía disminuyendo la tasa metabólica.
- El despertar sincrónico.
Estos hibernantes sociales han desarrollado otras estrategias para disminuir el gasto energético que supone el despertar de la hibernación. Sincronizan el momento del despertar para regular mejor la temperatura. Esta estrategia se denomina despertar sincrónico.
El despertar sincrónico permite que se retenga el calor mejor que en el despertar individual. De esta forma les es más fácil recuperar su temperatura de estado activo con un menor gasto energético. De esta manera, amortigua el incremento de la tasa metabólica ligada a la finalización de la hibernación.
Por ejemplo, las marmotas alpinas son especialmente sociables entre ellas, hacen grupos de adultos y jóvenes, hasta el punto de formar colonias de centenares de ejemplares sean familia o no, en sus madrigueras que pueden llegar a tener varios metros de profundidad en las que hibernan. Esta forma de hibernar aumenta la probabilidad de sobrevivir en invierno, especialmente para los individuos jóvenes. Las marmotas más cercanos a la adultez y las adultas se despiertan a la vez para dar calor a los más jóvenes, que despiertan más tarde, pueden estar varias horas o incluso días.
Además, un estudio realizado por Ruf y Arnold (2000) demuestra que los individuos de grupos más sincronizados disminuyen su pérdida de volumen durante la hibernación. Los datos revelaron que los individuos de grupos más sincronizados perdieron un 20-25% de su peso corporal frente a los menos sincronizados que perdieron hasta un 45% de su peso.
(1) La tasa metabólica mide la conversión de energía química en calor como energía liberada en forma de calor por unidad de tiempo, esta permite medir los requerimientos energéticos de acuerdo al metabolismo. Por ejemplo, un animal para sobrevivir requiere tanta energía de los alimentos como la energía que almacena y la que disipa. En resumen, usan sus reservas de nutrientes para producir energía. Esto depende del sexo, edad, temperatura.
(2)La conductancia térmica es medida de transferencia de calor a través de los materiales.
BIBLIOGRAFÍA:
Fisiología Animal, Richard W. Hill,Gordon A. Wyse,Margaret Anderson. Editorial Panamerica. 2006.
