Nicrophorus_vespillo_Totengraeber_Brehms[1]

David Sloan Wilson, en su “Evolution for Everyone” (2007) cuenta una historia que he creído de interés reproducir aquí. Trata de un escarabajo del género Nicrophorus, cuyo nombre común es escarabajo enterrador (burying beetle). Estos escarabajos se alimentan de carroña, de cadáveres de pequeños animales, como ratones o polluelos de aves que caen del nido. Trabajan en parejas, macho y hembra, y se ocupan, juntos también, de cuidar de la progenie.

Cuando encuentran un cadaver de un tamaño tal que puedan manejar (aunque sea varias veces mayor y más pesado que ellos), lo arrastran y lo dejan en un lugar adecuado a sus propósitos dentro de una cámara subterránea. Una vez depositado en la cámara, la hembra pone los huevos en el suelo cerca de la cámara y, a continuación, la pareja se dedica a preparar el cadáver. Esa preparación es laboriosa; eliminan los pelos y plumas que pudiera tener, le dan vueltas y más vueltas hasta que adquiere una forma lo más esférica posible y, además, lo cubren con una secreción que inhibe el crecimiento microbiano y evita, por lo tanto, la putrefacción. El cadáver requiere un cuidado permanente; sin ese cuidado, su superficie se llena inmediatamente de una cubierta de hongos y bacterias.

Cuando eclosionan los huevos, los padres llaman, literalmente, a las jóvenes larvas para que se acerquen al cadáver. Lo hacen de un modo similar a como cantan los grillos. Al principio las larvas consumen alimento predigerido que regurgitan los padres y, más adelante, cuando son capaces de digerirlo por sí mismas, comen directamente del cadáver hasta que solo quedan los huesos. Cuando las larvas horadan una galería para salir al exterior y transformarse en adultos, los padres se van volando cada uno por su lado en busca de nuevos cadáveres.

Como señala el propio Wilson, esta podría parecer una historia enternecedora si no fuera porque tiene un lado oscuro. Los cadáveres pueden ser de tamaños muy diferentes, por lo que unos proporcionan más alimento y otros proporcionan menos. Pues bien, ante esa tesitura, los padres modifican el tamaño de la progenie, pero no lo hacen modificando el tamaño de la puesta, sino que lo hacen practicando infanticidio. A la vez que alimentan a unas larvas con lo que regurgitan, se van comiendo a las otras, hasta que el número de larvas es el adecuado para ser convenientemente alimentado por el cadáver disponible.

Este comportamiento puede parecernos cruel, pero ofrece garantía de supervivencia a las larvas que se salvan del infanticidio. De no proceder de esa forma, todas las larvas verían seriamente limitado su crecimiento y desarrollo y, por ello, su supervivencia. Está claro, pues, que ante una tesitura en la que los recursos son limitados, los padres optan por favorecer el desarrollo y supervivencia de unas pocas larvas en vez de arriesgarse a poner en peligro a todas ellas. En la naturaleza hay muchas situaciones en las que se produce infanticidio de esta u otras modalidades y casi siempre se trata de una estrategia reproductiva.

En el primer artículo de esta nueva serie vimos que los animales están sometidos a un mandato, el de crecer y reproducirse. Eso es así porque el éxito de un animal se cifra en el número de copias de sus genes que consigue transmitir a las siguientes generaciones. Para alcanzar ese objetivo debe ser capaz, en primer lugar de permanecer vivo. En segundo lugar debe adquirir la mayor cantidad de energía y componentes estructurales que le sea posible: de ello dependerá que aumente de tamaño y que pueda derivar una parte de esa energía y materiales a la producción de nuevos individuos. Y en tercer lugar, deberá desarrollar la modalidad reproductiva más adecuada entre las posibles, dados sus condicionantes estructurales y funcionales. Los escarabajos enterradores recurren al infanticidio diferencial como estrategia reproductiva. Puede parecernos despiadada, pero esa estrategia ha favorecido la supervivencia de la progenie generación tras generación. Y, -no perdamos esto de vista-, era de eso de lo que se trataba.

Broad Peak: Fotografía: Togo (Wikipedia)
Broad Peak: Fotografía: Togo (Wikipedia)

Hace ya un tiempo, el reportero Ander Izagirre me contó una historia muy curiosa. Ander participó en una expedición al Broad Peak (en la frontera entre Paquistán y China) junto con los alpinistas Iñurrategi, Vallejo y Zabalza. Ander era el periodista de la expedición. Los montañeros que se proponen escalar el Broad Peak instalan su campamento base en la morrena central de un glaciar que se encuentra a casi 5.000 m de altura. Cuando llegaron ellos, no había nadie más, no se veía gente ni tampoco animales de ninguna otra condición, salvo algunos ratones y arañas. Pero en las siguientes semanas empezaron a llegar otros grupos; eran expediciones que también querían alcanzar la cumbre. Y con la gente, llegaron también las aves. Al parecer, las aves que llegan hasta allí siguen a los grupos que penetran en el interior de los valles del Karakorum. Van atraídos por la comida que transportan las expediciones de alpinistas.

Y esa fue, precisamente, la razón de que una expedición de alpinistas catalanes sufriera un grave contratiempo. Se encontraban, como el grupo de los alpinistas vascos, en el campo base. Y antes de atacar la cumbre hicieron algo que es habitual: ascendieron hasta un punto situado a 7.000 m de altitud e instalaron una tienda con víveres y materiales. A continuación regresaron al campo base. Días después volvieron a ascender hasta el lugar en que habían plantado la tienda con los víveres, pero, al llegar a ella, comprobaron estupefactos que estaba rota, cosida a picotazos, que muchos alimentos habían desaparecido, y que lo que quedaba se hallaba disperso por una amplia zona alrededor de la tienda. Los malhechores habían sido unos córvidos que suelen verse a menudo en zonas altas y que acompañan con frecuencia a las expediciones que atraviesan el Karakorum.

Chovas piquigualdas en el campo base del Broad Peak (Imagen: Ander Izagirre)
Los malvados córvidos en el campo base del Broad Peak (Imagen: Ander Izagirre)

Ander tenía curiosidad por saber qué especie era la responsable del desaguisado de la expedición catalana. Tras una indagación relativamente breve llegué a la conclusión de que se trataba de la chova piquigualda (Pyrrhocorax graculus). Es un córvido que tiene una distribución muy amplia. Vive en las cordilleras del noroeste de África, norte de la Península Ibérica, sur de Europa, el Cáucaso y el Himalaya. Podría decirse que se trata de una especie de cierto éxito. Es omnívora.

Al leer sobre ella enseguida me llamó la atención un dato curioso, coherente con la historia de los catalanes, y es que la chova piquigualda anida en las zonas altas de las cordilleras. Hace tiempo escribí acerca de los ánsares que atraviesan el Himalaya. Hacen un esfuerzo impresionante para conseguirlo, pero una vez han sobrevolado la cadena de montañas, se dirigen a anidar a las planicies del Asia Central. Ni viven en la cordillera, ni anidan en ella. Pero la chova piquigualda, entre otras, sí lo hace y es, seguramente, la que anida en enclaves más altos sobre el nivel del mar.

Chova piquigualda (Pyrrhocorax graculus). Fotografía: Jim Higham (wikipedia)
Chova piquigualda (Pyrrhocorax graculus). Fotografía: Jim Higham (wikipedia)

Las especies de aves de grandes alturas que hemos visto en otras ocasiones están muy bien adaptadas a obtener oxígeno cuando sobrevuelan las cumbres más altas. Ello es posible gracias al especial sistema respiratorio de las aves y a que su pigmento respiratorio es muy eficaz trasportando el oxígeno de los pulmones a los tejidos. En esa tarea es muy importante el papel que juega la hemoglobina de estas aves, por su alta afinidad por el oxígeno. Pero una cosa es ser capaces de alcanzar esas alturas o de sobrevolar cordilleras y otra, muy distinta, poner los huevos en lugares realmente altos e incubarlos allí arriba. Al fin y al cabo, también los huevos necesitan tomar oxígeno del ambiente y el metabolismo del huevo podría verse severamente limitado al permanecer en una atmósfera en la que hay mucho menos oxígeno que el normal. Pues bien, resulta que el nido que ha sido visto a la mayor altura, 6.500 m, es de Pyrrhocorax graculus y a esa altura hay menos de la mitad de oxígeno de la que hay a nivel del mar.

Entonces, la cuestión que surge es: habiendo tan poco oxígeno ¿cómo es posible que los embriones puedan mantenerse con vida y tener un desarrollo normal? Y la respuesta, una vez más, está en el pigmento respiratorio, en la hemoglobina, la proteína con la que se combina el oxígeno en los capilares respiratorios y de la que se desprende cuando la sangre llega a los tejidos. Resulta que la del embrión de la chova tiene una afinidad por el oxígeno mayor que la que tiene la hemoglobina de los embriones de las especies de aves que anidan en localidades más bajas. La mayor afinidad permite que el pigmento se sature de oxígeno a presiones parciales relativamente bajas. En otras palabras, esa hemoglobina tiene mayor capacidad para extraer oxígeno de la atmósfera que las hemoglobinas de los huevos de otras aves. Y gracias a esa característica puede obtener el huevo todo el oxígeno que necesita para el normal desarrollo del embrión hasta la eclosión.

Los alpinistas que se encontraron con aquel desaguisado probablemente no sepan que, en último extremo, la culpa de su desgracia la tuvo una proteína, la hemoglobina del huevo de esa especie, por su gran afinidad por el oxígeno.

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Fuentes (aparte de Ander Izagirre):

H. Bahn & A. Ab (1974): The avian egg: incubation time and water loss The Condor 76 (2): 147-152

C. P. Black (1980): Oxygen transport in the avian egg at high altitude American Zoologist 20: 461-468

TheGardenOfEden

Dijo Dios: “Bullan las aguas de bichos vivientes y revoloteen aves sobre la tierra y contra la haz del firmamento celeste. Y así fue. Y creó Dios los grandes monstruos marinos, y todos los seres vivientes que bullen serpeando en las aguas según su especie, y toda ave alada según su especie. Y vio Dios que estaba bien. Los bendijo Dios diciendo: “Sed fecundos y multiplicaos y llenad las aguas de los mares; y multipliquense las aves en la tierra.” Y atardeció y amaneció el día quinto.

Dijo Dios: “Produzca la tierra seres vivientes según su especie: ganados, sierpes y alimañas, según su especie.” Y así fue. Hizo, pues, Dios las alimañas según su especie, y los ganados según su especie, y toda sierpe del suelo según su especie. Y vio Dios que estaba bien.

Dijo Dios: Hagamos el hombre a imagen nuestra, según nuestra semejanza, y dominen en los peces del mar, en las aves del cielo, en los ganados y en todas las alimañas, y en toda sierpe que serpea sobre la tierra.

Y creó Dios al hombre a imagen suya: a imagen de Dios los creó, macho y hembra los creó.

Y los bendijo Dios y les dijo: “Sed fecundos y multiplicaos, y llenad la tierra y sometedla; dominad en los peces del mar, en las aves del cielo, y en todo animal que serpea sobre la tierra.”

Pocos habrán dejado de reconocer en los párrafos precedentes el fragmento del Génesis en el que se relatan el cuarto y quinto días de la creación. La cita es literal, aunque hemos omitido, por innecesaria, la última parte del quinto día. A estas alturas, casi nadie con una mínima formación interpreta entre nosotros esas palabras de forma literal. Todos los seres vivos son el resultado del proceso evolutivo, mediante el cual, por selección natural de los mejor adaptados, han surgido y surgen variedades y especies a partir de formas anteriores. El relato del Génesis no tiene valor científico alguno, pero lo hemos incluido aquí porque recoge, -de forma poética-, el que es el principal objetivo de los animales: reproducirse, generar y extender copias de los genes que portan, multiplicando de esa forma el número de ejemplares del grupo o población a que pertenecen.

En adelante, conforme vayamos viendo cómo funcionan los animales, mediante qué mecanismos sobreviven bajo diferentes condiciones, cómo consiguen el alimento que necesitan, cómo se las arreglan para que el oxígeno que hay fuera llegue hasta las células más recónditas, cómo administran sus recursos, no debemos perder de vista cuál es el objetivo último de todo ello. Los seres vivos somos presa de una gran paradoja: no existimos por nosotros mismos, sino que existimos por y para los que nos sucederán, quienes, a su vez, existirán con el mismo propósito.

azala

Zoo Logik es, como su etimología indica, algo relativo (ik) al estudio (logos) de los animales (zoon), más o menos. Si hablásemos de un espacio físico, quizás sería un parque, y si fuese algo que debe estudiarse o investigarse, una disciplina. Pero no es ni un parque ni una disciplina, aunque, bien mirado, podría tener algo de esas dos cosas, parque y disciplina. Como resulta evidente, Zoo Logik es un blog, es este blog, por supuesto, y por lo tanto es un blog dedicado a asuntos animales.

Para empezar esta andadura, hemos traido las historias de Animalia aquí. Por eso, todas las anotaciones anteriores a esta vienen de aquel espacio que me permitió utilizar la blogosfera de la UPV/EHU, la universidad a la que pertenezco, y a la que estoy muy agradecido por ello. Antes de Animalia, estuvo Animaladas, el blog en el que empecé a escribir cosas de animales en español. Animaladas se encuentra –y allí sigue- en la blogosfera del elcorreo, a cuyos responsables también agradezco la oportunidad que me brindaron de utilizar una gran plataforma para difundir historias animales en castellano, en especial a Luís Alfonso Gámez, quien no descansa desde su ya clásica Magonia. Y antes de Animaladas, estuvo Uhandreak. Uhandreak es el blog en el que me estrené; en él escribí en lengua vasca, junto con mi amiga Miren Bego Urrutia, centenares de historias de animales. Ahora ella anda en otros afanes, y el poco tiempo de que dispongo para escribir historias en vasco lo dedico a mis participaciones en Zientzia Kaiera, el blog que edita la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU en vascuence (en castellano publica el Cuaderno de Cultura Científica y en inglés Mapping Ignorance).

Zoo Logik será, en adelante, el medio en que publicaré la mayor parte de mis historias de animales. Aquí confluirán las que hasta ahora había escrito en otros lugares, como Animaladas, Animalia, ztfnews.org y aquí mismo, en Naukas. Estoy muy contento de contar con este espacio. Por eso, también quiero agradecer a los amigos de Naukas el haberme ofrecido esta excelente plataforma.

Para los que no me conozcan, soy biólogo; investigué en biología de animales marinos –sobre todo bivalvos- durante unos 15 años. Hace ya muchos que me dedico a otros menesteres. Además de biología animal, también escribo sobre seres humanos en La Naturaleza Humana y, ocasionalmente, colaboro en La Nueva Ilustración Evolucionista. Las historias de animales que escribo son de contenido diverso, aunque lo que más me interesa es el funcionamiento de los animales, su fisiología y su evolución. Espero que las historias os gusten. Bienvenidos.

Esta historia es, casi, una fábula moral, y está protagonizada por unos escarabajos del género Onthophagus. Los integrantes de ese género, que cuenta con más de dos mil especies distribuidas por todo el mundo, se alimentan de estiercol. Son conocidos como escarabajos rinocerontes o también como escarabajos peloteros (o boleros), aun cuando bajo esta denominación se conocen también escarabajos de otros géneros. El nombre inglés, dung beetle (escarabajo de la boñiga) es, quizás, más fiel a su naturaleza que ningún otro.

En estas especies hay dimorfismo sexual. Los machos suelen tener un cuerno, -cuya ubicación anatómica difiere entre especies-, que cumple funciones de defensa y ataque. Las hembras, por el contrario, no suelen tener cuerno. El desarrollo de los machos puede seguir dos trayectorias distintas en función de lo que ocurre en una etapa crítica de su ciclo de vida, cuando la larva se transforma en adulto. En ese momento la ausencia o presencia del cromosoma sexual determina, en primer lugar, cuál será el sexo del individuo y después, si es macho, de alguna forma cuyos mecanismos no se conocen pero que con toda seguridad tienen una importante componente hormonal, el organismo hace una valoración de los recursos energéticos y estructurales de los que dispone. Si la cantidad de esos recursos supera un determinado umbral, el macho será de gran tamaño y, si es el caso dependiendo de la especie, portará un cuerno. Si no se supera ese umbral, entonces el macho será pequeño y carecerá de cuerno.

La principal tarea de las hembras consiste en criar a su progenie, alimentando a las crías con estiercol que se ha ocupado de introducir en galerías subterráneas que previamente ha horadado. Los machos, por su parte, guardan la entrada de los túneles para evitar así el acceso de otros machos a su interior. Sin embargo, como hemos visto, además de estos machos hay otros, más pequeños y desprovistos de cuerno. Los machos pequeños son más débiles, eso está claro, pero son, si vale el término para calificar a un insecto, taimados, porque se dedican a excavar galerías subterráneas, paralelas a aquellas en las que se encuentran las hembras para tener acceso a ellas y fecundarlas. Efectivamente carecen de cuerno, pero lo cierto es que el cuerno sería un serio impedimento para desarrollar esa estrategia furtiva.

Estas conclusiones se han obtenido a partir de una serie muy bien diseñada de experimentos en los que las variables relevantes se modificaron de forma controlada. Gracias a ellos se han puesto de relieve aspectos de sumo interés acerca de los mecanismos evolutivos y biología del desarrollo animal. Pero además, podría incluso extraerse alguna edificante moraleja sobre las trampas que en ocasiones tiende el tamaño o, incluso, el mismo bienestar.

El letargo es un estado al que recurren con frecuencia muchos mamíferos de los que imaginamos. Uno de esos es el ratón. Mus musculus, que es su nombre científico, es un pequeño roedor que convive con los seres humanos desde hace milenios. Despliega una actividad enorme. Por esa razón, y también por su pequeño tamaño, su tasa metabólica es muy alta y, en consecuencia, sus necesidades energéticas son muy grandes.

Esas altas necesidades energéticas son, muy probablemente, la razón por la que en numerosas ocasiones el ratón entra en letargo. Pero curiosamente, que entre o no en ese estado, depende de las circunstancias. Por ejemplo, lo hace si se queda sin alimento o si la temperatura ambiental es muy baja. En cualquiera de esos dos casos, -ayuno o frío-, el ratón corre el riesgo de incurrir en un balance energético negativo. Si se encuentra en ayunas, el ratón no incorpora energía y el letargo es un modo excelente de ahorrarla. Y si la temperatura ambiental baja en exceso, ha de gastar demasiada energía para producir el calor necesario que compensase las pérdidas. Así pues, la mejor vía para mantener el balance energético en esas condiciones, es la reducción de la temperatura corporal que caracteriza a ese estado; esa reducción reporta dos beneficios: por un lado, disminuye la diferencia térmica con el exterior, de manera que la pérdida de calor se atenúa mucho[1], y por el otro, esa reducción térmica conlleva, por razones puramente cinéticas, un descenso de la tasa metabólica, y gracias a ese descenso el balance energético no se deteriora en exceso.

Y hay una tercera circunstancia bajo la que puede ocurrir que el ratón entre en letargo. Si para conseguir el alimento debe realizar un gasto energético excesivo, también adoptará ese estado. La intensidad de la hipotermia (magnitud del descenso de su temperatura corporal) y la duración del tiempo durante el que los ratones permanecen en letargo dependen también de eso. Si el esfuerzo que han debido hacer para obtener el alimento es muy alto, la reducción térmica corporal será más intensa y el letargo se prolongará durante más tiempo que si ese esfuerzo ha sido menor. Todo depende de la magnitud del balance energético.

Es una característica curiosa, pero tiene sentido. Es curiosa, porque incluso los ratones alimentados ad libitum pueden entrar en letargo si para conseguir esa muy abundante comida se tienen que esforzar demasiado[2]. Y tiene sentido porque en términos de balance energético, incluso bajo condiciones de alimentación abundante pueden los ratones comprometer su ganancia de energía.

Se trata de un comportamiento que da cuenta de una considerable flexibilidad fisiológica. Pone de manifiesto que el letargo es una buena herramienta para mantener el balance energético. Y si bien hace años se consideraba como algo excepcional y muy restringido en el mundo animal, cada vez son más las especies de las que sabemos que lo adoptan de manera habitual. Y claro, enseguida surge la pregunta: ¿no será que el letargo está al alcance de todas o casi todas las especies de mamíferos?

Fuente: Kristin A. Schubert, Ate S. Boerema, Lobke M. Vaanholt, Sietse F. de Boer, Arjen M. Strijkstra y Serge Daan (2009): “Daily torpor in mice: high foraging costs trigger energy-saving hypothermia” Biology Letters 6: 132–135.


[1] Esto ocurre porque el flujo de calor hacia fuera es directamente proporcional a la diferencia térmica entre el interior y el exterior

[2] Esto, por cierto, constituye una novedad

Halcón abejero

La migración supone un grandísimo reto para las aves que migran. Desde el punto de vista físico, una migración suele conllevar un enorme desgaste. El vuelo es una actividad que ocasiona un alto coste metabólico; así pues, un viaje migratorio, que puede prolongarse durante varios días, supone un gasto energético considerable. Además, muchas aves migratorias no se alimentan durante el periodo que dura la migración; hasta que no llegan a su destino no comen. Uno de los casos más extremos es, quizás, el de Dendroica striata, de nombre común reinita rayada. Dendroica recorre en promedio unos 3.000 km durante la migración, lo que supone que llega a volar durante 88 h de forma ininterrumpida; pues bien, su sistema digestivo se atrofia durante el viaje y no se recupera hasta unos días después de haber llegado a su destino.

Pero hay costes mayores, pues muchas aves no superan los rigores del viaje y mueren. Un ejemplo muy claro de migración arriesgada es la que realizan las aves que lo hacen sobrevolando el desierto del Sahara. La distancia más corta para cruzar el desierto es de 1.500 km y es muy arriesgado sobrevolarlo, por su dureza, por la bajísima probabilidad de encontrar presas y por el alto riesgo de deshidratación. No solo es un lugar seco e inhóspito, sino que además no son infrecuentes las tormentas de arena. Los pájaros que atraviesan el Sahara suelen volar de noche y descansar de día. Sin embargo, las aves de presa viajan principalmente de día, lo que hace el viaje más difícil.

Un estudio reciente ha hecho uso de la telemetría por satélite para rastrear el vuelo de un conjunto de individuos de diferentes especies de aves de presa en sus migraciones a través de ese gran desierto. Y los resultados del estudio han sido elocuentes. Las especies estudiadas fueron el águila pescadora, el halcón abejero, el aguilucho lagunero y el alcotán. El estudio analizó la distancia recorrida (1.607 km), duración del viaje (6’5 días) y velocidad (269 km/día) de 90 migraciones realizadas por 43 individuos de esas cuatro especies (los valores son medias).

Las líneas muestran trayectos interrumpidos; los asteriscos indican localidades en las que se han hallado halcones muertos

Los registros obtenidos durante el estudio muestran que algunas aves se encontraron con serias dificultades, dificultades que provocaron cambios repentinos en la dirección de vuelo y avance muy lento. Dados los lugares en los que se produjeron los comportamientos anómalos, parecían deberse a condiciones meteorológicas adversas, como vientos fuertes de cara o tormentas de arena. En seis ocasiones se observó que aves que habían iniciado la migración dieron la vuelta; cuando eso ocurrió en la primavera, las aves que incurrieron en esos comportamientos vieron reducido de manera significativa su éxito reproductivo, muy probablemente por haberse retrasado mucho en su llegada a las zonas de cría.

En el estudio también se registraron los casos en los que las aves morían durante la travesía. En las especies estudiadas en este trabajo, las tasas anuales de mortalidad son de entre un 50 y un 60% para los ejemplares de primer año, y de entre un 15 y un 30% para los adultos. Y a la vista de los datos aportados en este estudio, se puede estimar que en torno a la mitad de la mortalidad de los ejemplares de primer año corresponde a la que ocurre durante la migración.

Así pues, la migración a través del Sahara reduce muy significativamente el potencial reproductor de las aves de presa que la realizan. Lo reduce a través de la alta mortalidad que provoca, sobre todo en los ejemplares más jóvenes, pero también a causa de los retrasos que a veces se producen debidos a las adversas condiciones meteorológicas con las que se encuentran. Por todo ello, las ventajas que, en contrapartida, reporta la migración han de ser muy importantes, tanto como para compensar los notorios efectos negativos que surte.

Fuente: Roine Strandberg, Raymond H. G. Klaassen, Mikael Hake y Thomas Alerstam (2010): “How hazardous is the Sahara Desert crossing for migratory birds? Indications from satellite tracking of raptors.” Biology Letters 6: 297–300 (doi:10.1098/rsbl.2009.0785)

Al noroeste de la isla de Lastovo, en el mar Adriático, hay dos islotes, Pod Copiste y Pod Mrcaru, y en ellos viven sendas poblaciones de la lagartija italiana Podarcis sicula. Una distancia de 4’5 km separa a los islotes; en Pod Copiste vive la población original, mientras que la población de Pod Mrcaru fue introducida en 1971. Hace cuatro años, -esto es, 37 años después de la separación entre ambas-, se examinaron algunas características de las lagartijas de ambas poblaciones. Y se encontraron interesantes diferencias.

El aparato de alimentación y el sistema digestivo se han diferenciado, y muy probablemente, esas diferencias son la consecuencia de cambios alimenticios. Podarcis es omnívora, pero como en la isla de origen hay abundancia de presas, su alimento es principalmente de origen animal. En la isla colonizada, sin embargo, las presas son más escasas; por ello, por comparación con las de Pod Copiste, las lagartijas de Pod Mrcaru comen más alimento de origen vegetal. Aproximadamente la mitad del alimento de las lagartijas de Pod Mrcaru es de origen vegetal (34% en volumen en primavera y 60% en verano), pero en las de Pod Copiste casi todo el alimento es de origen animal (en primavera solo el 7% es de origen vegetal y el 4% en verano).

Las lagartijas de Pod Mrcaru tienen un cráneo de mayor tamaño que las de Pod Copiste, y hacen más fuerza al morder. Tienen también dientes más anchos. Fragmentan de esa forma el alimento de origen vegetal con mayor facilidad. Tienen también un estómago de mayor tamaño y un intestino más largo, y disponen de más ciegos[1] en este último. El alimento, de esta forma, permanece más tiempo retenido en los ciegos intestinales, que son los enclaves en los que abundan los microorganismos cuya acción facilita la digestión del material vegetal: actúan como verdaderos reactores de fermentación. Como consecuencia de todo ello, el alimento permanece retenido durante más tiempo en el sistema digestivo, alargándose de esa forma el tiempo disponible para la acción de las enzimas digestivas y la microflora simbionte.

En resumen, las lagartijas de Pod Mrcaru tienen piezas dentales más anchas, mandíbulas más fuertes y un sistema digestivo de mayor capacidad que las de Pod Copiste, y como consecuencia de todo ello digieren con mayor eficiencia el alimento de origen vegetal.

Se trata de cambios ciertamente importantes para haber ocurrido en 37 años, lo que da cuenta de una considerable flexibilidad por parte de estos reptiles para poder hacer uso de diferentes recursos alimenticios. Pero, ¿qué tipo de cambios son? ¿son el resultado de un proceso de selección natural o respuestas fisiológicas al cambio de dieta? ¿son reversibles o irreversibles? Para responder a estas preguntas, se mantuvo a un grupo de lagartijas de Pod Mrcaru durante quince semanas en el laboratorio alimentadas con insectos. Y se observó que al cabo de esas quince semanas sí se produjeron algunos cambios. El sistema digestivo se acortó y se redujo también el número de ciegos intestinales. Así pues, en los aspectos digestivos al menos, se comprobó que, efectivamente, se trata de un sistema muy flexible y que las variaciones observadas fueron puramente fisiológicas.

Se sabe desde hace tiempo que importantes características del sistema digestivo pueden variar considerablemente en función del tipo de dieta. En un principio se pensaba que se trataba de características propias de la especie. Después se empezaron a observar diferencias importantes entre individuos de distintas poblaciones de una misma especie. Posteriormente se pensó que las diferencias interpoblacionales eran el resultado de procesos de larga duración. Ahora, sin embargo, sabemos que los cambios en el sistema digestivo pueden ocurrir en plazos de tiempo relativamente cortos. Aquí hemos visto lo que les ocurre a lagartijas mantenidas varias semanas alimentadas con dietas diferentes, pero ya antes, en otro artículo, habíamos visto también la gran transformación que puede experimentar el sistema digestivo de las aves migratorios en tiempos relativamente cortos. Se trata, efectivamente, de una gran flexibilidad, rasgo que, sin duda, es consecuencia de lo costoso que resulta el funcionamiento de ese sistema y de la importancia que reviste el adecuar su capacidad y nivel de actividad a las circunstancias nutricionales de cada momento.

Fuentes:

Herrel A., K. Huyghe, B. Vanhooydonck, T. Backeljau, K. Breugelmans, I. Grbac, R. Van Damme, y D.J. Irschick (2008): “Rapid large scale evolutionary divergence in morphology and performance associated with exploitation of a different dietary resource”. Proc Natl Acad Sci USA 105:4792–4795.

Bart Vervust, Panayiotis Pafilis, Efstratios D. Valakos y Raoul Van Damme (2010): “Anatomical and Physiological Changes Associated with a Recent Dietary Shift in the Lizard Podarcis sicula”. Physiological and Biochemical Zoology 83(4): 632–642.


[1] Los ciegos intestinales son estructuras características de animales herbívoros.

Las aves marinas se las arreglan para vivir sin beber agua dulce. Es más, beben agua de mar. No se trata de una cuestión anecdótica, ni mucho menos, ya que la mayor parte de los vertebrados están incapacitados para ello. Se deshidratarían si lo hicieran.

La mayoría de los invertebrados marinos no tienen mayor problema con el agua salada en la que viven. Sin embargo, para los vertebrados las cosas son diferentes. La mayoría de los vertebrados tienen un medio interno cuya concentración salina es relativamente baja. En el agua de mar hay, en promedio, 30 gramos de sal por litro, lo que supone que la concentración osmótica es 1.000 miliosmolar aproximadamente. La concentración osmótica del medio interno de los vertebrados varía alrededor de 350 miliosmolar. Así pues, es aproximadamente tres veces más baja que la externa.

Esa situación de desequilibrio tiende a provocar, en principio, la salida de agua desde el organismo hacia el exterior o la entrada de sales, por difusión, hacia el organismo; pero eso no ocurre, porque cuentan con dispositivos que evitan o contrarrestan esas tendencias. En su día vimos los dos posibles mecanismos que se han desarrollado en los peces para resolver el problema; también hemos visto cómo se las arregla el único anfibio que habita aguas salobres o saladas; me he ocupado de las serpientes de mar y en su momento también abordé la cuestión de los mamíferos marinos, pues no está claro si beben o no beben agua de mar. Lo que sí es evidente es que los seres humanos no podemos hacerlo. Nos faltan las aves.

Hay quienes ponen en cuestión la misma naturaleza marina de las aves comúnmente consideradas como tales. Es cierto que no anidan en las olas; ni permanecen nadando o sumergidas de manera habitual. También es verdad que pueden alejarse del mar con facilidad, volando, y evitar así el contacto con el agua salada. Lo cierto es que como no se sumergen de forma prolongada y que, en caso de necesidad, podrían alejarse de la costa en busca de agua dulce, el problema de estar en contacto con agua salada se alivia, -o se puede aliviar-, con facilidad. Teniendo eso en cuenta, no parecería que el mantener constante la concentración osmótica de los fluidos corporales tenga por qué presentar demasiadas dificultades a las aves marinas. Pero incluso si eso es así para algunas, hay aves en las que las cosas no son tan fáciles. Los pingüinos, por ejemplo, no vuelan, con lo que no les resulta nada sencillo alejarse de la costa para ir a beber agua dulce en caso de necesitarlo. Es cierto que, como hemos visto aquí, los pingüinos emperadores incuban el huevo y crían al pollo lejos de la costa, pero para ello han de hacer una migración larga que los adentra en zonas heladas; y al fin y al cabo, la mayor parte del tiempo lo pasan en la costa o sumergidos pescando, con lo que han de hacer frente a los problemas citados antes. Por otro lado, tenemos las aves que viven, casi literalmente, “en el mar”; estas aves suelen encontrarse en vuelo o en pequeños islotes y no tienen forma de acceder al agua dulce. Por ello, las aves marinas tienen, ciertamente, los mismos problemas que tienen los demás animales marinos: ¡conseguir agua dulce viviendo en agua salada! Y el caso es que, como pensamos que hacen los mamíferos marinos, las aves marinas también beben agua de mar, pues carecen de ninguna otra fuente de agua. El problema es que las aves marinas no son capaces de producir una orina con tan alta concentración de sales como la de los mamíferos marinos, ya que sus riñones no tienen tanta capacidad de concentrar la orina como los mamíferos marinos. De hecho, los riñones de las aves tienen incluso menos capacidad para eliminar sales que los riñones humanos y ya vimos aquí que es la insuficiente eficiencia renal humana la razón por la que no podemos recurrir al mar como fuente de agua para beber.

Así pues, la cuestión es cómo se las arreglan las aves marinas, -gaviotas o cormoranes, por ejemplo-, para eliminar el exceso de sal que ingieren al beber. Y la respuesta a esa cuestión es que lo hacen recurriendo a un mecanismo basado en el transporte activo de sales. El mecanismo consiste en transportar iones desde la sangre a la luz de un tubo o, como en este caso, una glándula; ese transporte es activo, es necesario gastar energía (ATP) para producir el trasvase. Normalmente, los iones transportados arrastran algo de agua, y por esa razón, en el tubo o en la glándula surge un líquido, que puede llegar a tener una alta concentración de sales. Todas las aves marinas tienen un par de glándulas de sal –también llamadas glándulas nasales-, que funcionan de ese modo. En la mayor parte de los casos, esas glándulas se encuentran en unos pequeños huecos del cráneo situados en la parte superior de las cavidades oculares, y para poder expulsar el fluido con las sales que hay que eliminar, un tubo conecta las glándulas con los orificios nasales. En todos los casos, el fluido es muy rico en iones sodio y cloruro, y su concentración osmótica es siempre muy alta.

Al revés que los riñones, las glándulas de sal no trabajan de forma permanente; solo lo hacen en situaciones de estrés osmótico, o sea, cuando es necesario eliminar un exceso de sales. Las aves terrestres también tienen glándulas nasales, aunque son muy pequeñas, pues prácticamente no desarrollan actividad alguna. De hecho, si se ven obligadas a ingerir a menudo alimentos con alto contenido en sales o a beber líquidos salados, el tamaño de las glándulas de sal aumenta, llegando a hacerse mayor de lo normal.

No obstante lo anterior, también hay importantes diferencias asociadas al modo de vida y hábitos alimenticios de las aves en cuestión. Las glándulas nasales del cormorán, al ser un ave costera que se alimenta de peces, producen un líquido cuya concentración es 500-600 mM, una concentración bastante baja. Las gaviotas argénteas, que consumen más invertebrados y que, por ello, ingieren más sales, producen un líquido con una concentración de 600-800 mM. Y el petrel, al ser un ave eminentemente oceánica que se alimenta principalmente de crustáceos planctónicos, produce un secreción nasal que puede alcanzar una concentración de 1.100 mM.

El fisiólogo Knut Schmidt-Nielsen hizo en 1960 un experimento que ha pasado a la historia de la fisiología por su brevedad. A una gaviota de 1.420 g le introdujo en el estómago 134 ml de agua de mar, esto es, del orden de un 10% del peso de la gaviota; para hacernos una idea, es como si una persona hubiese bebido 7 litros de agua de mar de un trago o dos. Tras la administración del agua salada, en tres horas eliminó la gaviota casi toda la sal que le habían introducido. De los 131’5 ml de líquido que expulsó en esas tres horas, 56’3 lo fueron por las glándulas nasales y los 75’2 ml restantes los eliminó a través de la cloaca, o sea, como consecuencia del trabajo renal. En lo que se refiere al sodio, la cantidad eliminada por las glándulas nasales (43’7 mmol) fue casi diez veces mayor que la eliminada por la cloaca (4’41 mmol). La mayor parte de las sales, además, fueron eliminadas en dos horas, y como he señalado, a través de las glándulas de sal. Fueron unos resultados espectaculares.

Veamos cómo describió el propio Knut Schmidt-Nielsen, en su autobiografía, “The camel nose”, el momento en que descubrió la función de las glándulas de sal del cormorán: “We caught some young cormorants, and to find out what effect sea water has on salt excretion, I gave one of them a liberal amount by stomach tube and placed the bird in a carefully cleaned plastic container. Within a minute or two I made the fastest scientific discovery I ever made: I noticed that the bird, with a quick movement of the head, shook off droplets of fluid that appeared at the tip of its beak. I sampled the clear liquid with a micropipette; it gave a massive precipitate with silver nitrate, revaling a high concentration of chloride. We were astounded, but the result confirmed what I had suggested decades before! that if salts do not come out one end of the bird, they must come out the other.”

[Atrapamos unos cormoranes jóvenes, y para saber qué efecto tiene el agua de mar sobre la excreción de sal, suministré a uno de ellos una buena cantidad mediante un tubo hasta el estómago y coloqué al ave en un contenedor de plástico muy limpio. Al cabo de uno o dos minutos hice el descubrimiento científico más rápido nunca hecho: me di cuenta de que el ave, con un rápido movimiento de su cabeza, se sacudió unas gotas de fluido que habían aparecido en la punta de su pico. Tomé muestras del líquido con una micropipeta; produjo un precipitado masivo en contacto con nitrato de plata, lo que reveló una alta concentración de cloruro. Estábamos asombrados, ¡pero los resultados confirmaron lo que yo había sugerido hacía décadas! Que si las sales no salen por un extremo del ave, han de salir forzosamente por el otro.]

El video muestra imágenes de pesca con cormoranes, una práctica muy extendida en el sudeste asiático; esos cormoranes no tienen acceso a agua dulce.