Ciencia

Lo que el viento a Juárez: ¿cómo hacen los organismos para resistir al frío extremo?

El año se acaba y el otoño hizo su aparición. Llegarán los días en que Sergio despertará hasta con las pestañas encogidas por culpa del frío que se nos dejará venir (no empiecen de puercos). Sin embargo, Sergio está preparado con su kit de emergencia: cobija del tigre de bengala, pijama de tío, botella de mezcal y cafecito veracruzano; con esto tiene de sobra para ponerse (sin albur) como el poeta J Balvin dice en su perreo: caliente, caliente; elevar su temperatura, pues.

A pesar de que los humanos somos medios babosos y nuestra mejor forma de resistir el frío es usando una chamarra y calefacción, existen muchos animales, insectos o microorganismos que desarrollan mecanismos harto rifados para tomar al frío por los cuernos; conozcamos algunas maneras de cómo lo hacen.

El problema de sobrevivir al frío es muy claro: la temperatura en muchos lados del planeta oscila entre -40 a +4 °C; incluso, en muchos sitios, las temperaturas por encima del punto de congelación casi nunca se alcanzan. Sin embargo, las aves y mamíferos del Ártico y la Antártida, como pingüinos, ballenas, osos, zorros y focas, son animales de sangre caliente y mantienen temperaturas corporales internas similares a las de los animales en cualquier otra zona climática, es decir, entre los 35-42 °C. De esta forma, dichos organismos deben mantener altas temperaturas corporales para mantenerse activos y no morir en el intento. Además, existen organismos, principalmente bacterias, los cuales aman el frío y su temperatura interna puede ser similar a la del ambiente en el que viven. Así, los mecanismos para resistir el frío pueden dividirse entre los que hacen que los organismos mantengan una temperatura interna “caliente” y los que hacen que los organismos puedan tener una temperatura interna “fría” sin ningún problema.

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Algunos de los organismos que resisten el frío extremo

Dentro del primer grupo de mecanismos se encuentran las adaptaciones físicas como: 1) tener un buen “abrigo natural”, ejemplo son los pingüinos que poseen hasta cuatro capas de plumas escamosas; 2) sintetizar capas gruesas de grasa como lo hacen las ballenas y focas, dichas capas actúan como un aislante natural, atrapando el calor corporal y permitiendo el flujo de sangre a los órganos vitales; 3) poseer extremidades cortas, como en el caso de los pingüinos emperador que tienen  un pico muy pequeño y unas aletas chicas, esto provoca que se necesite menos sangre para irrigar estas áreas y por lo tanto se pierde menos calor; 4) desarrollar cámaras nasales para captar el calor perdido mediante la respiración; 5) gozar de arterias y venas estrechamente alineadas que provocan un mayor aprovechamiento del calor generado dentro del organismo, dichos vasos funcionan como intercambiadores de calor a contracorriente y por esto mismo los animales no pierden tanto calor al nadar en agua helada. Además de las adaptaciones físicas, los organismos que viven en ambientes fríos pueden desarrollar comportamientos sociales distintivos para evitar la pérdida de energía. Por ejemplo, ¿recuerdan la escena trágica de Titanic cuando Rose abraza al pobre de Jack para darle calor mientras él está hundido en el agua helada? Pues al igual que ellos, muchos osos, pingüinos o focas, se agrupan en comunidades para compartir el calor generado del cuerpo, además de que protege a muchos de ellos de los efectos “malignos” del viento frío. Asimismo, se ha visto que los pingüinos se rolan en turnos para exponerse de forma distinta en las orillas del grupo, así se van intercambiando y los daños por el viento frío se dividen entre todos. Otro mecanismo conductual es la migración a ambientes más cálidos durante ciertas temporadas del año.

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Ejemplo de mecanismos que permiten la vida en un ambiente de bajas temperaturas

Como parte de las formas que ocupan el segundo grupo de organismos, es decir, los que aman el frío y les vale v-word que estén a -20 °C, se encuentra la posesión de grandes cantidades de moléculas osmoreguladoras, las cuales rodean a sus organelos celulares y evitan que se congelen. Dichos organismos también tienen proporción distinta de ácidos grasos en sus membranas celulares lo que hace que éstas no pierdan su flexibilidad y puedan seguir funcionando sin problema alguno. También, ooooooobviamente, los organismos tienen proteínas que aguantan el frío bien machín; ejemplo de esto son las proteínas anticongelantes que poseen los peces del Atlántico Norte. Las proteínas anticongelantes o las proteínas estructurantes del hielo son una clase de proteínas presentes en vertebrados, plantas, hongos y bacterias que permiten su supervivencia en ambientes bajo cero grados Celsius. Estas proteínas se unen a pequeños cristales de hielo para inhibir su crecimiento y evitar la recristalización del agua, pues de otro modo sería fatal. También hay una evidencia creciente de que tales macromoléculas interactúan con las membranas celulares de los mamíferos para protegerlas del daño por frío.

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Estructura tridimensional de la proteína anticongelante tipo III proveniente de un pez del Atlántico Norte (PDB ID: 1KDF)

Muchos de los mecanismos para resistir el frío mencionados se consideran adaptativos, es decir, que ha habido un ajuste del fenotipo de un organismo influenciado por su ambiente; pero para que Sergio no sea regañado por sus amigos que aman la evolución, debe aclarar que la adaptación no es la única forma en que las especies cambian su genotipo/fenotipo, existen otros mecanismos básicos de la evolución, como la deriva génica o la mutación.

Como pudieron leer, banda de Jamlet Inculto, a pesar de que nosotros nos morimos de frío cuando apenas baja la temperatura, muchos organismos viven, felices y contentos, rodeados de hielo. La siguiente vez que despierten hechos bolita en su cama, piensen en los mecanismos que tristemente no tenemos para resistir al frío, aunque de igual forma valoren que nosotros tenemos uno bien efectivo para aguantarlo: empiernarnos con alguien. ¡Hasta pronto!

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