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.

Psammomys obesus, ese es el nombre científico de un jerbo que vive en el noreste de África y el Oriente próximo; se distribuye desde Argelia hasta las regiones de las dos orillas del Mar Rojo. Su nombre común es “rata obesa”, aunque, de hecho, no es una rata, y en cuanto a la idoneidad del calificativo “obesa”, más adelante veremos que depende de las circunstancias. Se trata de un animal bien conocido por los especialistas en algunos campos de la biomedicina.

Vive en los desiertos, en lugares donde hay muy poca vegetación y menos agua. Su principal alimento consiste en Atriplex halinus, un matorral que crece en tierras con alto contenido salino, donde ninguna otra planta puede vivir. Se alimenta de las hojas de ese matorral y excava sus huras en sitios donde abundan. Atriplex es una planta de muy bajo valor nutricional; de hecho, la rata obesa es el único animal del que se sabe que la consume en el desierto. Por vivir donde vive, en un medio tan extremo, la rata obesa no tiene competidores. Es un animal que desarrolla muy poca actividad; se podría decir que como no hay ningún otro animal que compita con ella por el alimento, puede permitirse el lujo de vivir “despacio”. Viviendo despacio gasta poca energía y eso le conviene, por vivir en un medio muy cálido, ya que en un medio así, no es fácil disipar el calor que se produce cuando la actividad que se desarrolla es alta.

Como he señalado antes, los matorrales que consume la rata obesa son de muy escaso valor nutricional. Esa es, seguramente, otra razón por la que le viene bien desarrollar poca actividad. Pero desgraciadamente para Psammomys, eso tiene una consecuencia muy negativa: cuando se mantiene en cautividad engorda con gran facilidad, y no solo eso, además padece diabetes tipo II, que es la que se sufre como consecuencia de una dieta y hábitos alimenticios inadecuados. Eso es lo que le ocurre al pobre jerbo por cambiarle la dieta, pues en los laboratorios lo alimentan con piensos y cereales. Por esa razón, la rata obesa es muy utilizada, como modelo biológico, en las investigaciones sobre obesidad y diabetes. En la actualidad solo se crían en cautividad ejemplares pertenecientes a dos linajes; es muy difícil mantenerlos en el laboratorio, ya que mueren con facilidad por culpa, precisamente, de la diabetes.

La rata obesa no bebe agua. Donde vive no la hay. Lame el rocío que queda al amanecer en los matorrales y aprovecha todo lo que puede de los tejidos de la planta, que es muy poco. En cierto modo, su balance hídrico es similar al de la rata canguro que ya hemos visto aquí. Ninguna de las dos especies bebe agua, y en ambas, el mecanismo más poderoso para economizarla es la reabsorción renal, lo que hace que la orina que producen tenga una concentración muy alta de solutos. Psammomys produce una orina que es 17 veces más concentrada que la sangre. Es un valor altísimo; recordemos que en la rata canguro la concentración urinaria de solutos era 14 veces más alta que la sanguínea, algo más baja que la del jerbo. Y esa diferencia tiene que ver, seguramente, con la dieta, ya que Atriplex halimus tiene un alto contenido en sales. Así pues, el riñón no solo debe hacerse cargo de un intenso trabajo en economizar agua, sino que debe expulsar las sales que inevitablemente incorpora con la dieta, lo que constituye una severa dificultad añadida.

Camaleón indio (Chamaeleo zelyanicus) (Imagen: M. Arunprasad; Wikipedia)
Camaleón indio (Chamaeleo zelyanicus) (Imagen: M. Arunprasad; Wikipedia)

Mantener constante la temperatura corporal tiene algunas ventajas. Pero también tiene contrapartidas. La más importante es que sale muy caro. A los efectos, es como tener encendida de forma permanente una estufita interna. Quizás por esa razón haya tan pocos animales que regulan su temperatura corporal para mantenerla constante (homeotermos). La mayoría son poiquilotermos; esto es, permiten que su temperatura interna varíe en función del cambio térmico ambiental. Pero eso también tiene sus desventajas, ya que el nivel de actividad que pueden mantener depende de la temperatura.

El efecto que ejerce la temperatura sobre la actividad animal puede ser muy importante. La velocidad de las reacciones químicas depende de la temperatura, por lo que todas las funciones basadas en reacciones químicas también dependen de la temperatura; es lo que ocurre con la contracción muscular, o con la absorción intestinal de nutrientes, por ejemplo. Por ello, las bajas temperaturas pueden limitar la capacidad de movimiento de los animales poiquilotermos, algo que puede tener consecuencias de gran trascendencia; por ejemplo, para poder atrapar una presa hay que realizar algún tipo de movimiento, y lo mismo cabe decir cuando de lo que se trata es de huir de un depredador.

Se trata de una cuestión de tan importantes consecuencias potenciales, que muchos animales poiquilotermos han desarrollado eficaces mecanismos para neutralizar, en cierta medida al menos, la dependencia térmica de la actividad. Esto es, han conseguido que el metabolismo, así como sus niveles generales de actividad dependan de la temperatura en un grado inferior al que cabría esperar si el efecto térmico consistiese únicamente en un efecto cinético directo sobre las reacciones químicas implicadas. Gracias a esa capacidad, el nicho ecológico de las especies puede ser algo más amplio de lo que sin ella hubiera sido, y esto es más importante en los animales terrestres, porque en los medios acuáticos, y sobre todo en el mar, los cambios térmicos son de menor amplitud y más graduales.

Aparte de esa capacidad para mitigar la dependencia térmica que tienen numerosas especies animales, también hay especies que han desarrollado otras tácticas para compensar los efectos de esa “tiranía” térmica. Aquí veremos una de esas tácticas, un truco, -podría decirse-, que han desarrollado los camaleones.

Los camaleones, como todos los reptiles vivientes, son poiquilotermos, pero tienen un nicho ecológico muy amplio, máxime si los comparamos con los lagartos, a los que, por otra parte, tanto se asemejan. Los camaleones son depredadores de la modalidad “sit-and-wait”. Son de movimientos lentos, y extraordinariamente crípticos, porque se camuflan muy bien; gracias a esa capacidad sus presas potenciales no se percatan de su presencia. Y utilizan, además, un procedimiento de caza muy especial: la proyección balística de la lengua. Seguramente todos tenemos en mente imágenes de alguna proyección balística de la lengua de un camaleón, pues son imágenes muy habituales en documentales de televisión. La proyectan a gran velocidad; aunque su longitud puede llegar a duplicar la del cuerpo, pueden extender la lengua en 0’07 s (a una aceleración de 400 m s-2). En la lengua tienen una sustancia adhesiva y allí quedan adheridos los insectos que atrapa. Ese es, en pocas palabras, su método de caza.

Como he señalado antes, los camaleones tienen un nicho ecológico muy amplio, ya que son capaces de cazar en un intervalo amplio de temperaturas. Esa capacidad se debe a la naturaleza del movimiento de la lengua. Porque no es un movimiento muscular, sino que se debe a la extensión de los componentes elásticos de colágeno. Al parecer, la actividad muscular tiene el cometido de recoger, -podría decirse que el de enrollar y tensar-, la lengua; cuando se encuentra recogida, los componentes elásticos se encuentran contraídos y al proyectarse hacia una presa, se libera la tensión que se había generado al recogerse. En cierto modo, se asemeja al funcionamiento de una ballesta. Recoger la lengua es similar a armar la ballesta; en ambos casos hay que hacer un trabajo. Y luego, una vez que está armada, solo hay que soltarla cuando se desea. La lengua funciona, a todos los efectos, como un proyectil.

Gracias al uso de ese mecanismo, la proyección de la lengua es muy poco dependiente de la temperatura: un descenso de 10 ºC solo provoca una reducción de entre un 10% y un 20% en la velocidad y potencia con que se proyecta la lengua, cuando si ese movimiento se hubiera basado en la contracción muscular, hubiera experimentado una reducción superior al 40% para ese mismo descenso térmico. Esto es, las temperaturas bajas no reducen en exceso la velocidad de proyección, pero sí la del posterior recogimiento. Claro que para cazar insectos, la clave no está en enrollar la lengua rápidamente, sino en lanzarla después a gran velocidad.

El sistema de proyección de la lengua de los camaleones es un curioso y útil mecanismo. Gracias a él pueden vivir en zonas de temperaturas muy diversas y, además, pueden cazar desde muy temprano en la mañana en zonas frías. Y eso es algo que, por efecto del frío, les está vedado a otros reptiles. Sabíamos que su capacidad de camuflaje constituye una valiosa adaptación. Pero el mecanismo descrito en este artículo también es muy valioso, por la ventaja competitiva que comporta.

Fuente: Christopher V. Anderson & Stephen M. Deban (2010): “Balistic tongue projection in chamaleons maintains high performance at low temperature.” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 107: 5495-5499.

El topo de nariz estrellada es un animal muy raro: sus patas anteriores tienen un aspecto muy extraño, así como su nariz, que es rosa y tiene forma de estrella. Es miembro de la familia Talpidae, a la que pertenecen todos los demás topos. El nombre científico de esta especie es Condylura cristata, única del género Condylura. Es de pequeño tamaño (20 cm de longitud y 55 g de masa) y habita en túneles subterráneos que él mismo excava en zonas húmedas del noreste de los Estados Unidos.

El zoólogo K. C. Catania, al artículo en que presentó sus investigaciones sobre este topo y que publicó en 1999 en la revista Journal of Comparative Physiology, lo tituló “La nariz que parece una mano pero hace el trabajo de los ojos”. Razones tuvo para ello.

La característica más genuína de Condylura cristata es, por supuesto, su nariz. Está provista de 22 tentáculos móviles de color rosáceo, y esos tentáculos están plagados de unas estructuras sensoriales denominadas órganos de Eimer, cada uno de los cuales contiene tres tipos diferentes de receptores. Los órganos de Eimer se encuentran también en otros topos y, de hecho, fueron descritos por primera vez en 1871 en el topo europeo por su descubridor, el alemán Theodor Eimer. En el topo de nariz estrellada los órganos de Eimer se encuentran en altísimas densidades: en la superficie de la estrella, que no alcanza el centímetro cuadrado, hay del orden de 25.000 órganos de Eimer y ligados a ellos, más de 100.000 fibras nerviosas. Ese extraordinario grado de inervación hace que la nariz sea ultrasensible.

A pesar de ser un animal ciego, pero gracias a esa nariz tan portentosa, el topo es muy hábil cazando presas pequeñas. Y lo cierto es que falta le hace, ya que debido a su pequeño tamaño tiene una tasa metabólica muy alta y por ello, grandes necesidades de alimento, como ocurre con el resto de los topos. Además, esas necesidades son mayores en invierno, para poder hacer frente a las demandas que impone el mantenimiento de la temperatura corporal bajo condiciones ambientales muy frías. Se ha calculado que consumen diariamente una cantidad de alimento que equivale a su propia masa corporal. Para ello, además de las lombrices del suelo, han de recurrir a los pequeños invertebrados y larvas de insectos que se encuentran en los lodazales propios de las zona húmedas en las que viven.

En esa tarea de búsqueda de presas, la nariz estrellada cumple una función esencial. Contra lo que sugiere su nombre, la nariz no es un órgano olfatorio, ni tampoco una mano o pie auxiliar, sino el órgano táctil más asombroso que se conoce. Cuando se encuentra en plena faena, los movimientos de los tentáculos son tan rápidos que no se distinguen con claridad. Del mismo modo que nosotros exploramos el entorno con nuestros ojos, el topo mueve su estrella de forma constante para detectar todo lo que hay en su proximidad inmediata. Toca y examina doce puntos del espacio por segundo, y valora lo que detecta; la decisión definitiva con respecto a si merece ser ingerido o no, la realiza tras utilizar los tentáculos pequeños que se hallan más próximos a la boca. Probablemente no hay un animal más rápido ingiriendo las presas que atrapa, ya que puede tragar una presa viva cada 120 milisegundos. El encéfalo del topo de nariz estrellada no necesita más de 8 milisegundos para decidir si algo es comestible o no. Ese tiempo está en el límite que determina la velocidad máxima de conducción del impulso nervioso o, dicho de otra forma: es imposible hacerlo más rápido!

Cuando un animal permanece inactivo largo tiempo, lo normal es que sus músculos se acaben atrofiando. Y con el sistema digestivo pasa algo parecido. Como vimos aquí, el aparato digestivo de la reinita rayada se atrofia durante la migración, de manera que la energía que ahorra de esa forma la puede dedicar al vuelo. Esos estados de atrofia ayudan a ahorrar recursos, pero también tienen sus contrapartidas, ya que cuando retornan las condiciones ambientales favorables o, en el caso de las aves migradoras, cuando finaliza su viaje, no pueden utilizarse los músculos, en un caso, o el sistema digestivo, en el otro; necesitan un cierto tiempo para restablecer totalmente su funcionalidad.

Hay una rana con la que no se cumple eso; se trata de la rana australiana Cyclorana alboguttata. Vive en zonas muy áridas, y pasa la mayor parte del tiempo dentro de una especie de capullo protegido por una cubierta de barro. Emerge del capullo cuando llegan las lluvias de verano, pero como en algunos veranos no llega a llover, pueden pasar meses e incluso más de un año dentro del capullo en estado de estivación.

Cuando llega la lluvia se encuentra en perfectas condiciones para moverse y para alimentarse, puesto que así lo hace con total normalidad. Al parecer, gracias a mecanismos que se desconocen, la actividad de las células musculares y digestivas se mantiene relativamente alta durante la estivación y lo sorprendente es que ello no conlleva excesiva actividad metabólica ni, en consecuencia, excesivo gasto energético. De hecho, el metabolismo se reduce en el momento en que empieza la estivación y en cuestión de pocas semanas baja hasta llegar a ser el 20% del valor correspondiente al modo de vida activo de las ranas. Hay que tener en cuenta, además, que incluso ese valor es, de suyo, relativamente bajo. Es evidente que la actividad metabólica de esas células es de una gran eficiencia, puesto que son capaces de desempeñar sus funciones utilizando muy poco oxígeno y muy poca energía. Como he señalado antes, se desconocen los mecanismos que permiten esa altísima eficiencia metabólica, pero parece ser que están relacionados con unas especiales características del metabolismo mitocondrial.

Sea cual sea el mecanismo metabólico implicado, la cuestión que me interesa subrayar ahora es otra. Tras las lluvias, las ranas salen de los capullos, y han de comer, engordar y reproducirse, y han de hacerlo en un periodo muy breve de tiempo, ya que solo disponen de unas pocas semanas para ello. Por esa razón, es crucial salir del estado de estivación en un tiempo breve, el mínimo posible, pues disponen de poquísimo tiempo para, aprovechando las condiciones favorables, completar un ciclo de vida completo. Por eso es tan importante que el estado de estivación no conlleve atrofia, pues la recuperación del estado normal requeriría demasiado tiempo. Las ranas del género Cyclorana han de completar su ciclo vital en un tiempo record. Para ellas el tiempo es oro.