¿Por qué la endotermia?

 

Reno de Svalbard (Imagen: Lomvi, Wikipedia)
Reno de Svalbard (Imagen: Lomvi, Wikipedia)

Hace unas semanas me ocupé aquí de un pez endotermo y su especial mecanismo para generar calor; vuelvo hoy con ese mismo tema: la endotermia. En cierto modo, podría decirse que los animales endotermos tenemos una especie de estufa en nuestro interior. Nuestro calor corporal procede del interior de las células, casi siempre de las mitocondrias, que son las microfactorías en las que se produce el trifosfato de adenosina (ATP), molécula que cumple el papel de moneda energética en la mayoría de seres vivos. El calor de los animales ectotermos, por el contrario, procede del exterior.

Curiosamente, no están claras las razones de la aparición de la endotermia. Pero lo que sí sabemos es que sale carísima. Un ser humano normal no sobrevive más allá de un mes en ayunas; un cocodrilo, sin embargo, puede permanecer sin comer durante todo un año. Dicho de otra forma, para mantener caliente su cuerpo un animal endotermo ha de consumir en un día lo que un reptil de masa similar consume durante un mes. Es cierto que gracias a la fuente interna de calor podemos mantener una temperatura corporal relativamente elevada (37ºC los mamíferos y 38ºC las aves) y eso es algo que reporta ventajas, dado que permite desarrollar altos niveles de actividad en cualquier momento. Pero no hay razones evidentes para mantener esa temperatura tan alta de forma permanente. De hecho, podría ocurrir que la “estufa” se encendiese y apagase en función de las necesidades.

La mayoría de los especialistas sostienen que la endotermia surgió en carnívoros que necesitaban desarrollar un modo de vida muy activo. Sin embargo, hay diferentes ideas al respecto. Según una hipótesis alternativa a esa mayoritaria, la endotermia habría surgido en herbívoros, y gracias a ella se habrían podido equilibrar los requeririmientos nutricionales elementales. Dicho así, esto no parece tener demasiada relación con la endotermia, pero vayamos por partes; más adelante se verá dónde podría estar la clave.

En mamíferos y aves son el cerebro y el hígado los dos órganos con una mayor actividad metabólica, por lo que son los que más calor producen. Son de mayor tamaño que los de los ectotermos y tienen, además, cinco veces más mitocondrias. A ello se debe que produzcan tanto calor, tanto que puede parecer un verdadero despilfarro.

Pero vayamos por partes. Albert Benet y John Ruben (1979) propusieron que la homeotermia está ligada a la capacidad aeróbica y la resistencia muscular. Es cierto que la musculatura de aves y mamíferos tiene una gran capacidad aeróbica. Son capaces de captar y transferir oxígeno al músculo de forma permanente y gracias a esa capacidad pueden correr, nadar, volar o combatir sin interrupciones durante largos periodos de tiempo. A juicio de aquellos investigadores esa es la ventaja que reporta la endotermia y, por ello, la razón última de su existencia.

Pero como ya se ha dicho, no todos los especialistas están de acuerdo con esa idea. La resistencia muscular y la capacidad aeróbica dependen de la musculatura esquelética y del corazón, y sin embargo, esos órganos contribuyen sólo en una mínima medida al metabolismo basal. Es el metabolismo del cerebro y de las vísceras -hígado y riñón, principalmente- el que determina en mayor medida el nivel del metabolismo basal, pues son esos órganos los principales responsables de la producción de calor que permite mantener la homeotermia.

Algunos reptiles, -entre ellos los del género Varanus, al que pertenece el dragón de Komodo-, tienen una gran capacidad aeróbica y, sin embargo, su metabolismo basal es muy bajo. Por el contrario, hay mamíferos que reducen su temperatura corporal cuando hibernan o cuando se mantienen inactivos. Ambos casos contradicen que deba existir una relación directa entre endotermia y capacidad aeróbica.

Varanus komodoensis (Imagen: Charlesjsharp; Wikipedia)
Varanus komodoensis (Imagen: Charlesjsharp; Wikipedia)

Marcel Klaassen y Bart Nolet (2008) han seguido otra línea de razonamiento. Es sabido que a los herbívoros les falta nitrógeno en la dieta; o mejor dicho, las plantas que les sirven de alimento tienen un bajo contenido en nitrógeno por comparación con el de los propios herbívoros. Debido a ello, para conseguir el nitrógeno que necesitan deben ingerir grandes cantidades de comida, por lo que posteriormente han de desprenderse del exceso de carbono que han ingerido. Y al fin y al cabo, la mejor manera de desprenderse de ese carbono es quemándolo. Así pues, según esos dos investigadores la endotermia procede de la necesidad de quemar el carbono excedentario. Esto es, la endotermia no habría surgido porque fuera valioso mantener constante la temperatura corporal (homeotermia) y para ello disponer de una fuente interna de calor, sino porque de ese modo se puede eliminar carbono de una forma sencilla y limpia.

Llegados a este punto no debe perderse de vista que la endotermia no sólo elimina carbono, sino que además, también eleva las necesidades de nitrógeno, ya que una mayor actividad metabólica conlleva una más rápida renovación de las proteínas y si hay un mayor recambio de proteínas hace falta más nitrógeno. De hecho, mamíferos y aves consumen más nitrógeno que los reptiles de su mismo tamaño, cuatro veces más, para ser precisos. ¿Quiere eso decir que esa mayor necesidad de nitrógeno anularía las ventajas que proporciona la fácil eliminación de carbono? Ni mucho menos; aunque comporte unas mayores necesidades de nitrógeno, la endotermia sigue siendo una buena opción, porque mamíferos y aves herbívoros consumen alimentos con muy bajo contenido en nitrógeno. Podría pensarse que hay medios alternativos para eliminar el exceso de carbono, pero quemarlo resulta fácil y limpio.

Como decía, hasta hace poco tiempo se pensaba que la endotermia apareció en carnívoros de pequeño tamaño, lo que posibilitó y facilitó el éxito de modos de vida cazadores. Pues bien, incluso aunque eso hubiese sido así, el punto de vista que hemos analizado aquí no deja de tener su interés, ya que podría pensarse que una vez surgida la endotermia en esos depredadores de pequeño tamaño, posteriormente habría facilitado la herbivoria al poder obtener los herbívoros gracias a ella un mayor rendimiento de las plantas que consumen.

Referencias:

Albert F. Bennett & John A. Ruben (1979): Endothermy and Activity in Vertebrates. Science 206: 649-654

Marcel Klaassen & Bart A Nolet (2008): Stoichiometry of endothermy: shiftng the quest from nitrogen to carbon. Ecology Letters 11 (8): 785-792



3 Comentarios

  1. Muy interesante, Iñako.

    Me quedo pensando cómo se sabe que el dragón de Komodo tiene una gran capacidad aeróbica, porque lo del metabolismo basal bajo sí lo podía deducir. ¿Se refiere a que es capaz de conseguir lo que necesita con poco esfuerzo? Porque lo tengo como un animal muy lento, muy poco activo pero con un estilo de caza muy eficiente.

    Abrazos!

    1. No te puedo responder con seguridad porque eso lo leí en el artículo original, pero cuando lo leí recuerdo que pensé precisamente en lo contrario. Esos reptiles son rápidos; parecen desplazarse lentamente, y su forma de cazar no suele requerir velocidad, pero se mueven con rapidez. Supongo que la capacidad aeróbica la habrán determinado mediante respirometrías (imagino que con ejemplares de otras especies de ese género) y, probablemente, con biopsias musculares para medir la densidad mitocondrial.

      1. Es verdad que algunos reptiles son muy rápidos. Te hablo de mi percepción. ojo, yo no soy ninguna entendida. Se me ocurren serpientes a la hora de cazar, por ejemplo, a pesar de que sus movimientos en desplazamientos suelen ser lentos. !)Pero a estos precisamente no los tenía en ese grupo, porque con frecuencia los veía más parados (¡tengo que ver más documentales!)
        Respecto a la determinación de la capacidad, seguramente sea como dices. El toque de humor era visualizarlos en una cinta de cardio como si fueran futbolistas a principio de temporada ;D

        Gracias por la aclaración 🙂

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Por Juan Ignacio Pérez
Publicado el ⌚ 20 julio, 2015
Categoría(s): ✓ General