La tortuga laud: un ejemplo de gigantotermia y algo más

Dermochelys coriacea –o tortuga laud- es una especie marina y es la única viviente de la familia Dermochelydae con una larga historia (50 M años) alimentándose en aguas frías. Es la tortuga marina de mayor tamaño y la que tiene las extremidades anteriores y posteriores más largas. En agua, las anteriores le sirven para propulsarle y las posteriores hacen de timón, y en tierra firme utilzan las cuatro para desplazarse.

Dermochelys coriacea (Imagen: Ernst Haeckel, dominio público)
Dermochelys coriacea (Imagen: Ernst Haeckel, dominio público)

Las tortugas laud adultas mantienen temperaturas internas elevadas (25-27ºC) en aguas superficiales frías (11-17ºC) y a menudo bucean hacia aguas próximas a la temperatura de congelación. No está claro si estas tortugas son endotermas o gigantotermas porque tienen una tasa metabólica muy baja. Las tortugas laud disponen de intercambiadores de calor contracorriente en la base de las cuatro extremidades, y se pensaba que esos intercambiadores eran los que evitaban la pérdida de calor. Por otro lado, nadan a la misma velocidad en aguas templadas (14-15ºC) y en cálidas (28ºC), por lo que la actividad muscular locomotora parece verse poco afectada por los cambios de temperatura que experimentan de forma constante.

Las observaciones anteriores son pertinentes porque en aves y en mamíferos, los dspositivos de intercambio contra corriente que hay en las extremidades son los que permiten que el calor del interior corporal no se dirija hacia las extremidades que tienen una gran superficie expuesta al frío del exterior. Así, manteniendo las extremidades a temperaturas relativamente bajas, se evita una excesiva pérdida de calor. Un dispositivo de intercambio contra corriente está configurado de manera que una vía sanguínea en una dirección (arterias hacia la superficie) discurran junto a otra vía que va en la dirección contraria (venas hacia el interior), de manera que la sangre arterial caliente ceda parate de su calor a la sangre venosa fría. Así se evita que ese calor que la sangre arterial cede a la venosa se pierda hacia el exterior. El precio es que las extremidades no se mantienen a la temperatura que se encuentra el hígado, el corazón y el cerebro, pero eso tiene poca importancia, salvo que dificulte la actividad de las extremidades.

Pues bien, en un reciente estudio anatómico de varios ejemplares de esta especie han encontrado que la disposición vascular de, al menos, el dispositivo de intercambio contra corriente trasero de Dermochelys es incompatible con un intercambio similar al que ocurre en las extremidades de aves y mamíferos cuando se exponen a ambientes fríos. De hecho, la disposición de esos vasos sanguíneos es tal que actuan facilitando la retención en las extremidades posteriores del calor generado por la actividad termogénica de su musculatura. De esa forma, al mentenerse calientes los músculos, pueden trabajar de forma eficaz en aguas frías, incluso aunque su función principal sea de conducción. Eso permite mantener las extremidades a temperatura más alta que la del interior del organismo incluso aunque parte del calor generado se transfiera al mismo. Este, por su parte, mantendría la temperatura interna a 25-27ºC gracias a disponer de un aislamiento muy efectivo y a su gran tamaño corporal, lo que le confiere una gran inercia térmica.

En las aguas cálidas tropicales, por las que también merodean estas tortugas, hay riesgo de sobrecalentamento. Ese riesgo se compensa en parte gracias a las inmersiones frecuentes que realizan las tortugas laud hacia aguas profundas bastante más frías que las superficiales. Y el mecanismo consistente en aislar parcialmente las extremidades posteriores del nucleo corporal mediante ese peculiar dispositivo contra corriente, dificultaría notablemente el efecto de sobrecalentamiento que generaría la actividad muscular de las aletas al retener en estas la mayor parte del calor producido. Y a todo esto se sumaría el aumento de la circulación sanguínea periférica, con la disipación de calor que produce tal circulación.

En definitiva, la tortuga laud mantiene su organismo por encima de la temperatura ambiental gracias a tres factores: una gran inercia térmica por su tamaño (gigantotermia), un aislamiento efectivo del exterior y cierta, pero no muy importante, transferencia de calor desde las extremidades. Y por otro lado, las aletas pueden desarrollar un importante nivel de actividad muscular en aguas frías gracias a la temperatura relativamente alta que facilita su producción metabólica de calor y un sistema contra corriente que minimiza su transferencia al interior del organismo.

Nota: He tenido conocimiento de esta historia en un seminario de la asignatura Fisiología de Sistemas Animales que imparto en 3º del Grado de Biología en la UPV/EHU. Uno de mis alumnos, Josu Melendez, presentó una versión de esta investigación en ese seminario.

Referencia: Davenport J, Jones TT, Work TM, Balazs GH. 2015 Topsy-turvy: turning the counter-current heat exchange of leatherback turtles upside down. Biol. Lett. 11: 20150592. http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2015.0592

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