¿Sangre caliente, o sangre fría?
Alternativas evolutivas
diferentes: ratón de sangre caliente (fotografía tomada de
la
Wikipedia)
o lagarto de sangre fría
(fotografía tomada de la
Wikipedia)
Puesto que este artículo está dedicado, o al menos lo pretende, a la divulgación científica, huelga decir que prescindo de sentidos figurados tales como tener la sangre caliente ( Arrojarse precipitadamente y sin consideración a los peligros o empeños arduos ) o sangre fría ( Serenidad, tranquilidad del ánimo, que no se conmueve o afecta fácilmente ), en ambos casos según las definiciones del DRAE.
No, aquí me voy a referir a la clasificación de los animales que estudié en primaria -ignoro si ahora se lo seguirán explicando así a los chavales- según la cual se dividían en animales de sangre caliente -mamíferos y aves- y animales de sangre fría, heterogénea categoría que abarcaba a los reptiles, los anfibios, los peces y a la totalidad de los invertebrados, al tiempo que se nos daba a entender, conforme a la interpretación clásica de la zoología, que la sangre caliente suponía un progreso evolutivo sobre la sangre fría.
Este concepto, lo advierto de entrada, era completamente falso. En primer lugar, porque las expresiones sangre caliente y sangre fría no corresponden a la realidad, y en segundo porque tampoco se puede afirmar que la sangre caliente suponga una ventaja evolutiva sobre la sangre fría, y muy mal no les debe de ir a estos últimos cuando ganan por goleada a los de sangre caliente tanto en número de especies como en la cantidad total de individuos.
Pero no nos adelantemos. Para empezar, vamos a deshacer el equívoco. En cualquier texto de biología medianamente serio no se utilizan estos términos sino los mucho más precisos de animales homeotermos y poiquilotermos, que prescindiendo de explicaciones farragosas se pueden definir como animales que mantienen constante su temperatura corporal -homeotermos- y animales cuya temperatura corporal varía en función de la temperatura externa, los poiquilotermos.
Así pues los humanos, al igual que el resto de los mamíferos, las aves y, posiblemente, los extintos dinosaurios, somos homeotermos puesto que nuestra temperatura corporal no depende de la temperatura ambiente; en concreto ésta suele oscilar entre los 36,5 y los 37º centígrados, y una variación al alza o a la baja suele ser síntoma de algún trastorno o enfermedad.
Estas temperaturas no son las mismas para todos los animales homeotermos, y como regla general puede decirse que las especies de pequeño tamaño como los ratones o los pájaros suelen tener una temperatura más alta, al ser su metabolismo más activo, que las de tamaño grande como los elefantes o los avestruces. Lo que sí se cumple siempre es que todas las especies mantienen constante su temperatura corporal dentro de ciertos márgenes.
Por el contrario los antiguos animales de sangre fría, es decir, los poiquilotermos, carecen de este control de su temperatura corporal, por lo que ésta varía con la ambiental. En sentido estricto habría que hablar de ectotermos -ecto significa en griego exterior, y termo temperatura-, ya que si bien la mayoría de los animales ectotermos son también poiquilotermos, existen algunas especies que consiguen mantener cierto grado de control de su temperatura corporal recurriendo a métodos diferentes -y menos efectivos- de los metabólicos como ponerse al sol, tal como hacen los reptiles, o excavar nidos en los que la temperatura se mantiene estable como ocurre con las hormigas.
No obstante, a efectos prácticos podemos prescindir de estas sutilezas quedándonos tan sólo con los dos grupos principales, máxime cuando en el saco de los poiquilotermos -o ectotermos- entran animales tan dispares como los reptiles, los insectos o los moluscos, los cuales viven en hábitats muy distintos bien en la tierra, bien en el mar o en otros entornos acuáticos.
Y ahora vienen las preguntas de rigor. ¿Es mejor ser homeotermo, como nosotros, o poiquilotermo como un lagarto, un atún o una mariposa? ¿Supone el control de la temperatura corporal una mejora evolutiva?
La respuesta a la primera pregunta es que depende, ya que ambas estrategias tienen sus respectivas ventajas e inconvenientes. En cuanto a la segunda, hay que tener en cuenta que, a diferencia de lo que se pensaba hace un siglo, la evolución no es un proceso lineal en el que, cuanto más avanzamos, nos encontramos con especies animales o vegetales más desarrolladas, ya que en realidad hay que interpretarla como una estructura ramificada en la que si las diferentes alternativas han conseguido prosperar es porque todas ellas han sido capaces de adaptarse al medio de una u otra manera.
Recordemos que la evolución no favorece, como falsamente se le atribuye a Darwin, al más fuerte, sino al que es capaz de adaptarse mejor al medio, por lo que no es de extrañar que las soluciones adoptadas por los diferentes grupos animales y vegetales hayan sido diversas. Y, ésta es una verdad de perogrullo, si una especie determinada ha logrado sobrevivir durante millones de años y prosperar, es porque su método funciona, se trate de perdices o de cucarachas.
Así pues, incurriríamos en un grave error si pensáramos que los mamíferos y las aves representan el culmen de la evolución, seguidos en este orden por los reptiles, los anfibios, los peces y, finalmente, por todo el variopinto mundo de los invertebrados. Las serpientes, por poner un ejemplo, son unos animales increíblemente evolucionados a los que su condición de poiquilotermos no se puede decir que les haya supuesto ningún lastre, sino todo lo contrario.
Lo mismo ocurre con los invertebrados a los que tendemos a menospreciar; basta con contemplar la maravilla de las alas de una mariposa e incluso el increíblemente sofisticado proceso de su metamorfosis a partir de una oruga. Los cefalópodos han alcanzado unos grados de evolución comparables a los mamíferos aunque siguiendo una vía muy diferente a la de éstos, y los insectos sociales -abejas, hormigas, termitas- no tienen parangón en el mundo animal si hacemos excepción -y quizá ni eso- de la especie humana.
Incluso animales extremadamente antiguos y también poiquilotermos como las tortugas o los cocodrilos, que no han cambiado prácticamente desde hace decenas o centenares de millones de años e incluso fueron capaces de sobrevivir a la extinción masiva que se llevó por delante a los más evolucionados dinosaurios, se las siguen apañando tan ricamente, lo cual demuestra que en los caminos de la evolución no existe un modelo único ni más exitoso.
Pero centrémonos en el tema de la regulación de la temperatura corporal. ¿Cuáles son sus ventajas y cuáles sus inconvenientes?
Comencemos por las ventajas. La homeotermia, es decir, el mantenimiento de una temperatura corporal constante con independencia de la temperatura externa -dentro de ciertos límites, claro está, si hace mucho frío nos acabaremos congelando, y si hace demasiado calor también acabaremos muriendo- es el equivalente a disponer de una calefacción central propia que además se autorregula de manera automática, por lo que no tenemos que preocuparnos de ella salvo en casos de enfermedades en los que ésta puede verse alterada, como ocurre cuando tenemos fiebre; e incluso la propia fiebre es una reacción del organismo para intentar eliminar la causa -virus, bacterias u otros patógenos- que provoca la enfermedad.
Puesto que la temperatura ambiente experimenta variaciones cíclicas a lo largo del año y también a lo largo del día -me estoy refiriendo, claro está, a un lugar determinado, ya que si lleváramos a un león al polo norte o a un oso polar a África Ecuatorial no lo pasarían demasiado bien-, una temperatura corporal uniforme permite mantener una actividad metabólica constante y sin altibajos, a diferencia de los animales poiquilotermos que sólo son capaces de hacerlo cuando la temperatura ambiente entra dentro del intervalo en el que su metabolismo está lo suficiente activo como para permitirle moverse y hacer todo lo necesario para vivir, desde buscar comida o reproducirse hasta evitar convertirse en el desayuno de alguien.
Ésta es la razón por la que en las zonas de clima templado o frío -más adelante matizaré este detalle-, mientras los mamíferos y las aves se encuentran activos durante todo el año, en la época invernal tanto los insectos y otros invertebrados como los reptiles y los anfibios reducen drásticamente su presencia, bien porque entran en un proceso de hibernación, bien como ocurre con muchos insectos porque los adultos mueren tras poner los huevos y las larvas no surgen de éstos hasta la primavera siguiente.
Cierto es que algunos mamíferos como los osos, los lirones o las marmotas así como un chotacabras americano, el único caso conocido entre las aves, también hibernan pese a ser homeotermos; pero se trata de un fenómeno muy poco frecuente en el conjunto de estas dos clases de vertebrados cuya finalidad es la de reducir sus necesidades de ingerir alimentos cuando la disponibilidad de éstos disminuye, a diferencia de los poiquilotermos que con el frío se ven impedidos incluso de moverse.
Y ahora vayamos con los inconvenientes. Cierto es que resulta una ventaja apreciable poder estar activo durante todo el año sin necesidad de recluirse en una madriguera durante los meses más fríos, pero ¿a qué precio?
Para empezar, como acabo de comentar, en el invierno hay mucha menos comida disponible tanto para los herbívoros como para los carnívoros, por lo que su mortalidad aumenta. A ello hay que sumar que el mantenimiento de la calefacción central encendida permanentemente supone un considerable consumo energético, es decir, de comida, todavía mayor en los meses fríos que en los calurosos, justo cuando resulta más difícil conseguirla. Y aunque los animales han aprendido a buscarse la vida de una manera u otra, para la mayoría de ellos el invierno no deja de ser una dura prueba a no ser que, como hacen muchas aves, emprendan migraciones anuales, algo que para los mamíferos resulta mucho más difícil. Y no todas las aves emigran, por lo que para las que se quedan sus dificultades invernales resultan similares a las de los mamíferos.
Por el contrario los animales poiquilotermos necesitan, a igualdad de masa corporal, una cantidad de alimentos muy inferior. Esto se debe a que la mayor parte de las calorías que ingerimos los homeotermos se necesitan para mantener la calefacción encendida, una servidumbre que no tienen los poiquilotermos ya que disponen de una calefacción externa gratuita al menos durante parte del año y del ciclo diurno. Y, por muy espectacular que resulte ver a una serpiente tragándose entera a una presa de casi su mismo tamaño, una vez que concluya su digestión podrá estar mucho tiempo sin comer de nuevo, mientras los mamíferos y las aves necesitamos hacerlo todos los días y, privados de alimentos, tan sólo podemos sobrevivir unos pocos días antes de morir de inanición.
Acabo de comentar que en climas templados o fríos los animales homeotermos tienen la ventaja sobre los poiquilotermos de poder mantenerse activos durante todo el año, aunque también he puntualizado que en invierno resulta más difícil obtener comida tanto si su alimentación está basada en vegetales -en especial hojas verdes o semillas- o bien en insectos y otros invertebrados; pero incluso los carnívoros ven reducidas mucho sus presas. No obstante, el hecho de que los mamíferos y las aves sean predominantes en las regiones templadas y frías del planeta y prácticamente hegemónicos en las polares, induce a pensar que, pese a ello, la homeotermia pueda resultar una ventaja.
La situación es muy diferente en las zonas de clima tropical y ecuatorial, donde la temperatura es prácticamente constante durante todo el año y adecuada para que los animales de sangre fría puedan medrar sin el menor problema a un coste metabólico muy inferior al de los de sangre caliente, ya que en estas condiciones climáticas la regulación interna de la temperatura corporal no es necesaria. Por esta razón no es de extrañar que los mayores reptiles -boas, anacondas, cocodrilos, dragones de Komodo, tortugas gigantes- tengan sus hábitats precisamente en estas regiones. Y desde luego yo no me pondría delante de un cocodrilo, una anaconda o de un dragón de Komodo pensando que por ser de sangre fría y, por consiguiente, torpes, me resultaría fácil esquivarlos corriendo.
Otro tanto ocurre en el medio marino. Aunque la temperatura del mar no es la misma en los distintos puntos del planeta y tampoco se mantiene constante a lo largo del año, sí es bastante más estable que en tierra firme, por lo que sus variaciones de temperatura son menores y más pausadas. Por esta razón no es de extrañar que la vida marina, amén de mucho más diversa y abundante que la terrestre, esté compuesta en su práctica totalidad por animales poiquilotermos con la única excepción de los cetáceos, ya que tanto las focas como los pingüinos no son completamente marinos. Y no es de extrañar, puesto que en los mares la costosa adaptación metabólica a la homeotermia no resulta necesaria y cuando cambia la temperatura del agua los peces y los otros animales marinos tienen muy fácil migrar a lugares más confortables no sólo moviéndose en horizontal como hacen los animales terrestres sino también yéndose a mayor o menor profundidad.
Evidentemente los cetáceos siguen siendo homeotermos, puesto que este mecanismo les viene de fábrica como herencia de cuando sus antecesores optaron por vivir en el mar; pero otros animales con antepasados terrestres poiquilotermos como las tortugas o las serpientes marinas no han tenido ninguna necesidad de proveerse del mismo, al igual que tampoco lo echan de menos los peces, los cefalópodos o cualquier otro bicho de los muchos que pululan por ahí.
La homeotermia tiene otra servidumbre no menos onerosa. A causa de la necesidad de generar una cantidad de calor muy superior a la de los animales poiquilotermos, el metabolismo de un mamífero o de un ave es mucho mayor que el de su equivalente en tamaño de un reptil, pongo por caso, y la diferencia es todavía mayor entre los animales pequeños que entre los grandes. Esto se debe a que cuanto menor es la masa corporal más difícil resulta retener el calor, por lo que necesitan generar más.
Por esta razón, que hace que un ratón consuma, en proporción a su peso, una cantidad de alimentos mayor que un caballo o un elefante, cuanto más activo sea su metabolismo más breve será su promedio de vida, dado que un metabolismo acelerado provoca un mayor desgaste celular acelerando la muerte. En realidad este fenómeno es bastante más complicado y depende de muchos factores, como lo demuestra el hecho de que la esperanza de vida de los perros sea similar en todas las razas con independencia de su tamaño; pero como criterio general resulta válido para los mamíferos, con muy pocas excepciones.
La más llamativa es sin duda la de la especie humana, cuya longevidad es muy superior la que le correspondería por su tamaño, unos treinta años, gracias a su evolución cultural y social y, por consiguiente, a los avances científicos y técnicos, aunque no es necesario remontarse demasiado en la historia para descubrir que en épocas no muy lejanas la esperanza de vida no superaba este valor.
Sorprendentemente los murciélagos viven más tiempo del que les correspondería por su tamaño, a lo que se suma que el vuelo exige un consumo energético muy elevado y, por lo tanto, un desgaste mayor. Por lo que yo sé, se desconocen los motivos de esta llamativa anomalía.
En las aves, cuyo metabolismo es tan activo como el de los mamíferos pero no idéntico, ocurre algo similar -las aves pequeñas suelen vivir menos que las grandes- aunque por lo general sus vidas son más largas que las de los mamíferos a igualdad de tamaño.
Por el contrario los reptiles alcanzan a vivir muchos años, en especial los de mayor tamaño como ocurre con las famosas tortugas centenarias de las islas Galápagos. La explicación es sencilla: crecen muy despacio y su metabolismo es mucho más lento que el de los mamíferos o las aves, lo que trae como consecuencia un menor desgaste.
Con los invertebrados resulta mucho más complejo aplicar estos criterios, aunque los más comunes de todos ellos, los insectos, no suelen sobrepasar el año -o mejor dicho la temporada cálida de un año- e incluso muchos en su etapa adulta no sobreviven más allá de unos pocos días, aunque su fase larvaria es bastante más larga. Pero son de pequeño tamaño, mucho menor que el de los vertebrados, y su metabolismo es muy distinto al de éstos; dicho de una manera coloquial, están diseñados para usar y tirar, compensando la brevedad de su vida con una capacidad reproductiva infinitamente mayor que la de los vertebrados.
En resumen, resulta de todo punto equivocado suponer que la homeotermia sea más evolucionada o superior a la poiquilotermia; se tarta de dos estrategias diferentes que han dado resultados igualmente válidos, cada una con sus ventajas y sus inconvenientes. De cualquier modo, como no hemos tenido ocasión de elegir tendremos que conformarnos con lo que heredamos.
Publicado el 3-6-2020