Los mamíferos que quizás mejor se han adaptado a vivir en zonas muy altas son ciertos camélidos; alpacas, guanacos, llamas y vicuñas han colonizado con notable éxito amplias extensiones de la cordillera andina, la segunda más elevada del planeta. Los animales que viven a gran altura han de hacer frente a unas circunstancias muy difíciles. Han de ser capaces de captar todo el oxígeno que requieren para desarrollar una vida normal, a pesar de que a gran altura hay mucho menos oxígeno que a nivel del mar. Esto vale para todos los animales, pero las cosas son, a priori, especialmente complicadas para los homeotermos, debido a las altas demandas metabólicas (y por lo tanto de oxígeno) de ese grupo.

Quien haya estado alguna vez en un lugar alto, por encima de los 2.500 o 3.000 m de altura, habrá comprobado que allá arriba es difícil respirar. Hay poco oxígeno. Ello se debe a que hay poco aire. Conforme ascendemos, hay cada vez menos aire sobre nosotros, por lo que el que hay ejerce cada vez una presión menor. Se podría decir que el aire que hay a 5.000 m de altura está menos “comprimido” que el que hay a nivel del mar; hay menos moléculas por unidad de volumen. A todos los gases que forman la mezcla les ocurre lo mismo. La presión atmosférica a nivel del mar es de 760 mmHg (1 atm), pero a 5.000 m, por ejemplo, se encuentra a 400 mmHg, casi la mitad que a nivel del mar. Tanto a 5.000 m como a nivel del mar hay un 21% de oxígeno, pero a 5.000 m hay un 56% de las moléculas de oxígeno que hay a nivel del mar. Por esa razón, a nivel del mar la presión parcial de oxígeno es de 160 mmHg y a 5.000 m de altura es de 90 mmHg. Y resulta que la actividad biológica del oxígeno (como la de cualquier otro gas) depende de su presión parcial.

Los camélidos surgieron en Norteamérica a finales del Eoceno. Allí se dividieron en varias especies y se extendieron, primero hacia Sudamérica y Asia central, y más recientemente hacia el Próximo Oriente y África. Para los ciudadanos europeos los camélidos más conocidos son el camello africano, o dromedario, y el camello asiático, también lamado camello bactriano. Son animales bastante especiales, adaptados a condiciones muy rigurosas. Sin embargo, junto a estas dos especies propias de zonas de baja altitud, esta familia cuenta con otras cuatro especies (alpaca, guanaco, llama y vicuña) que viven en los Andes, a altitudes de entre 2.000 y 5.000 m. Estas especies presentan características que les permiten ocupar esas zonas tan altas. Veamos, a modo de ejemplo, algunos rasgos de una de ellas, Vicugna vicugna.

La sangre delavicuña no tiene ni más hemoglobina ni más eritrocitos que la de otros camélidos. De hecho, la capacidad de oxígeno de su sangre es similar a la de cualquier otro homeotermo[1]. Como hemos dicho antes, en las zonas en que viven las vicuñas hay demasiado poco oxígeno, por lo que no llegaría el suficiente a los tejidos de no mediar algún mecanismo o adaptación específica. Y lo cierto es que las vicuñas, al igual que los otros camélidos andinos, sí presentan rasgos adecuados a la vida en altura. Para empezar, tienen una tasa de ventilación comparativamente alta. Esto es, ventilan los pulmones más rápidamente, hacen pasar mayores volúmenes de aire por unidad de tiempo por las superficies respiratorias. Esto es equivalente a lo que hacemos nosotros, -y cualquier otro animal-, cuando realizamos un esfuerzo prolongado; aceleramos la frecuencia respiratoria. De esa forma compensan en parte la menor diponibilidad de oxígeno. Al fin y al cabo, al renovar más rápidamente el aire de los pulmones, su concentración de oxígeno no se reduce en exceso, lo que facilita su transferencia hacia la sangre.

Por otra parte, aunque la concentración sanguínea de hemoglobina de los camélidos andinos es similar a la del resto de mamíferos, hay una característica de esa hemoglobina que facilita la transferencia bajo condiciones de hipoxia (baja disponibilidad de oxígeno): el pigmento tiene mayor afinidad por el oxígeno que el de otros mamíferos y como consecuencia de esa mayor afinidad extrae más oxígeno desde el medio respiratorio[2].

Además de tener hemoglobina más afín por el oxígeno, las vicuñas, -y supongo que alpacas, guanacos y llamas también-, tienen corazones más grandes que otros mamíferos de similar tamaño. Esto nos recuerda a los deportistas de resistencia, que tienen corazones que bombean más sangre en cada latido, con lo que, sin acelerar demasiado el ritmo cardiaco, pueden bombear más sangre y, por lo tanto, más oxígeno a los tejidos que la que bombean corazones más pequeños.

Las vicuñas también tienen más mioglobina en los músculos; esto es, sus células musculares tienen más pigmento para guardar y transferir el oxígeno que llega desde los capilares sanguíneos. De esa forma pasa más oxígeno de la sangre al músculo. De alguna forma, esto también nos recuerda una adaptación de los mamíferos marinos, que basaban su capacidad para permanecer sin respirar en la gran capacidad de almacenar oxígeno en el músculo gracias a su elevada concentración de mioglobina muscular (de esto me ocupé en la entrada “La botella de oxígeno de los mamíferos marinos”).

En definitiva, los animales que viven en zonas altas cuentan con toda una bateria de mecanismos para poder respirar. Recuerdesé aquí lo que escribí en la entrada “Donde falta el aire” para calibrar la importancia de estas adaptaciones.

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[1]La capacidad de oxígeno de la sangre se puede definir como la concentración de oxígeno que tiene la sangre cuando todo el pigmeto respiratorio se halla combinado con oxígeno. Dicho de otra forma, es todo el oxígeno que puede llegar a haber en la sangre bajo condiciones normales.

[2]Recientemente he sabido que si bien los camélidos andinos tienen hemoglobina de más afinidad por el oxígeno que la de los otros dos camélidos, estos la tienen, a su vez, de mayor afinidad que la del resto de mamíferos, lo que sugiere que quizás este grupo surgió en zonas altas.