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De sangre caliente

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De sangre caliente los animales mantienen la homeostasis térmica; es decir, mantienen su temperatura corporal central a un nivel casi constante, independientemente de la temperatura del entorno. Esto puede involucrar no solo la capacidad de generar calor, sino también la capacidad de enfriarse. Los animales de sangre caliente controlan su temperatura corporal regulando sus tasas metabólicas (por ejemplo, aumentando su tasa metabólica a medida que la temperatura circundante comienza a disminuir).

Tanto los términos "de sangre caliente" como "de sangre fría" han caído en desgracia con los científicos, debido a su generalidad y debido a una mayor comprensión en este campo. Los tipos de temperatura corporal no se dividen en categorías simples. Cada término puede ser reemplazado con una o más variantes (ver: categorías de sangre caliente). El mantenimiento de la temperatura corporal incorpora una amplia gama de técnicas diferentes que dan como resultado un continuo de temperatura corporal, con los ideales tradicionales de sangre caliente y sangre fría en los extremos opuestos del espectro.

La categorización de toda la vida animal como "de sangre caliente" o "de sangre fría" es otra descripción que ha resultado inadecuada dada la gran diversidad de la vida. Esta variedad no solo es ventajosa en términos de llenar nichos disponibles y proporcionar estabilidad ecológica, sino que también es una cualidad que hace de la naturaleza una fuente de atracción y placer para los humanos.

Categorías de sangre caliente

La sangre caliente generalmente se refiere a tres aspectos separados de la termorregulación.

  1. Endotermia es la capacidad de algunas criaturas para controlar la temperatura de su cuerpo a través de medios internos como temblores musculares, quema de grasa y jadeo (en griego: endo = "dentro" termia = "calor").
  2. Homeotermia es el tipo de termorregulación utilizada por aquellas criaturas que mantienen una temperatura corporal interna estable independientemente de la influencia externa. Esta temperatura es a menudo más alta que el entorno inmediato (en griego: homoios = "igual, idéntico" termia = "calor").
  3. Taquimetabolismo es el tipo de termorregulación utilizada por criaturas que mantienen un alto descansando metabolismo (griego: taquicardia = "rápido, rápido" metabolismo = "para cambiar"). Las criaturas taquimetabólicas están, esencialmente, "encendidas" todo el tiempo. Aunque su metabolismo en reposo sigue siendo muchas veces más lento que su metabolismo activo, la diferencia a menudo no es tan grande como la que se observa en las criaturas bradimetabólicas. Las criaturas taquimetabólicas tienen más dificultades para lidiar con la escasez de alimentos.

Una gran proporción de las criaturas tradicionalmente llamadas "de sangre caliente" (mamíferos y aves) se ajustan a estas tres categorías. Sin embargo, en los últimos 30 años, los estudios en el campo de la termofisiología animal han revelado muchas especies pertenecientes a estos dos grupos que no cumplen con todos estos criterios. Si bien todos los mamíferos son endotérmicos y la mayoría son homeotérmicos, por ejemplo, algunos no mantienen una temperatura corporal interna estable, independientemente de la influencia ambiental. Por ejemplo, muchos murciélagos y pájaros pequeños son poiquilotérmicos y bradimetabólicos cuando duermen durante la noche o el día. Para estas criaturas, se acuñó otro término: heterotermia. La rata topo desnuda (Heterocefalia glaber) es un mamífero que no puede regular su temperatura, pero vive bajo tierra en una temperatura estable.

Otros estudios en animales que tradicionalmente se suponía que eran de sangre fría han demostrado que la mayoría de las criaturas incorporan diferentes variaciones de los tres términos definidos anteriormente, junto con sus contrapartes de sangre fría (ectotermia, poiquilotermia y bradimetabolismo), creando así un amplio espectro de tipos de temperatura corporal (ver entre sangre caliente y sangre fría). Por ejemplo, mientras que los peces son de "sangre fría" (específicamente poiquilotérmica) en el sentido de que no mantienen temperaturas internas constantes y la temperatura a menudo refleja la temperatura ambiente, ciertas especies de peces mantienen temperaturas corporales elevadas en diversos grados. Por ejemplo, el atún rojo y el tiburón marrajo pueden elevar la temperatura de su cuerpo en más de 20 ° C por encima de la temperatura ambiente del agua. Para algunas especies de peces, este fenómeno de temperaturas elevadas se ha remontado al intercambio de calor, ya que la sangre más cálida que regresa a las agallas en pequeñas venas corre cerca de la sangre más fría y oxigenada en las arterias estrechas que salen de las agallas.

Mecanismos

Las endotermas incluyen aves y mamíferos. Al regular su metabolismo, a través de la respiración (oxidación de carbohidratos), junto con una variedad de otras medidas, estos animales pueden mantener su temperatura interna. Entre los diversos mecanismos que pueden desempeñar un papel primario o de apoyo en la regulación de la temperatura están la quema de grasa, temblando (cuando los músculos se contraen, sus células respiran más; la respiración libera calor y es la principal fuente de calor en el cuerpo), palideciendo (cambios circulatorios a dirigir menos calor a la piel), enrojecimiento (cambios circulatorios para irradiar más calor de la piel), jadeo o sudoración (para aumentar la pérdida de calor por evaporación). Algunos mamíferos tienen pelaje más grueso durante los inviernos fríos y un pelaje más delgado en el verano. Los mamíferos varían significativamente en términos de glándulas sudoríparas. Los primates tienen glándulas sudoríparas en todo el cuerpo, los perros tienen solo unos pocos, ubicados en sus pies, y las ballenas carecen por completo de glándulas sudoríparas.

En invierno, es posible que no haya suficientes alimentos para permitir que una endoterma mantenga estable su tasa metabólica durante todo el día, por lo que algunos organismos entran en un estado controlado de hipotermia llamado hibernación o letargo. Esto disminuye deliberadamente la temperatura corporal para conservar energía. En climas cálidos, las endotermas gastan una energía considerable para evitar el sobrecalentamiento: pueden jadear, sudar, lamer o buscar refugio o agua.

De sangre caliente versus de sangre fría

Las ventajas de la endotermia son una mayor actividad enzimática y una temperatura corporal constante, lo que permite que estos animales sean activos en temperaturas frías. Los procesos bioquímicos dependen del calor. En general, van más rápido cuando hace calor y más lento cuando hace frío. Todas las funciones biológicas, incluida la actividad muscular, dependen de estas reacciones químicas. Una ventaja principal de ser homeotérmico es que las reacciones químicas internas funcionan a un nivel óptimo cuando el cuerpo de un animal se mantiene a su temperatura óptima o cerca de ella. Esto permite que la criatura siempre piense, se mueva, digiera y lo haga con la mejor velocidad y eficiencia posibles.

Una desventaja principal es la necesidad de mantener la termorregulación, incluso durante la inactividad. Es decir, hay un mayor requerimiento de energía. Ser de sangre caliente significa que el organismo siempre debe consumir grandes cantidades de energía alimentaria. Cuando la temperatura central de un animal de sangre caliente cambia, incluso unos pocos grados, el animal pierde rápidamente su capacidad de funcionar.

imagen termográfica: una serpiente de sangre fría se está comiendo un ratón de sangre caliente

. Los mamíferos pueden gastar entre el ochenta y el noventa por ciento de su energía en mantener una temperatura central constante, con mayores requisitos para los pequeños mamíferos. En un clima frío, un pequeño mamífero está en desventaja en términos de regulación del calor, ya que la pérdida de calor es proporcional a la superficie, pero la generación de calor es proporcional a la masa (volumen). A medida que un organismo aumenta de tamaño, su área de superficie aumenta por el cuadrado del multiplicador, pero el volumen es proporcional al cubo del multiplicador. Esto puede ser un factor en el caso de la regla de Bergmann, que establece que entre los mamíferos y las aves, los individuos de una especie en particular en áreas más frías tienden a tener una mayor masa corporal que los individuos en áreas más cálidas.

Otra desventaja de la homeotermia es que proporciona un ambiente de temperatura constante para los parásitos de sangre fría, como insectos, bacterias, virus, protistas, etc. Por lo tanto, los mamíferos y las aves sufren más plagas que los reptiles y han tenido que desarrollar sistemas inmunes fuertes.

Los animales de sangre fría, como los peces y los reptiles, se llaman ectotermos, lo que significa que no pueden controlar su temperatura interna. Una ventaja de ser de sangre fría es que un organismo necesita mucha menos comida. Esto le permite sobrevivir a la hambruna, los largos viajes por el océano y la escasez de presas cuando los organismos de sangre caliente seguramente morirían. Una desventaja de ser de sangre fría es que un organismo necesita tener múltiples vías químicas disponibles, algunas para el funcionamiento a temperaturas más frías, otras para el calor. Un animal de sangre fría puede moverse y reaccionar más lentamente cuando la temperatura es más fría.

Entre sangre caliente y sangre fría

La comprensión científica de la multitud de regímenes de regulación térmica existentes en el mundo natural ha avanzado mucho desde que se hizo la distinción original entre animales de sangre caliente y fría, y el tema se ha estudiado mucho más ampliamente. Por ejemplo, los científicos ahora saben que todos los animales de sangre fría usan medios conductuales para ajustar sus temperaturas internas, a menudo de manera muy efectiva. También hay criaturas que no entran correctamente en ninguna de las categorías.

Algunos ejemplos de criaturas intermedias incluyen:

  • Atún y pez espada. Se ha pensado durante mucho tiempo que los peces son de sangre fría. El atún y el pez espada se sumergen profundamente en el océano, donde el agua está muy fría. Los peces espada pueden elevar la temperatura de sus cerebros y ojos, lo que permite movimientos oculares más rápidos al cazar. Los atunes pueden calentar todo su cuerpo a través de un mecanismo de intercambio de calor llamado rete mirabile, que ayuda a mantener el calor dentro del cuerpo y minimiza la pérdida de calor a través de las branquias. También tienen sus músculos para nadar cerca del centro de sus cuerpos en lugar de cerca de la superficie.
  • Abejas. Una abeja individual es completamente de sangre fría. Sin embargo, las abejas no viven solas. Viven en colmenas con muchas otras abejas. En verano, si la colmena comienza a sobrecalentarse, las abejas irán a sus entradas y ventilarán el aire dentro y fuera de la colmena para enfriarla. En invierno, si la colmena se enfría demasiado, las abejas vibrarán los músculos de sus alas hasta que se calienten por sus esfuerzos. Una abeja solitaria que hace esto por sí sola no tiene ningún efecto notable. Hecho colectivamente, esto produce suficiente calor para mantener la temperatura de la colmena dentro de los límites habitables.

Referencias

  • Blumberg, M. S. 2002. Calor corporal: temperatura y vida en la tierra. Harvard University Press.

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