La revista de divulgación científica danesa Wiedenskab presenta cinco tipos de verdaderos superpoderes entre los mamíferos. Por ejemplo, una jirafa puede tolerar una presión arterial enorme y los elefantes marinos aguantan la respiración durante muchas horas. Los científicos dicen cómo los animales tienen éxito en esto y si es posible que una persona desarrolle los mismos superpoderes.
¿Qué le parece la idea de instalar un acondicionador de aire en su cerebro o contener la respiración durante dos horas? Algunos mamíferos tienen poderes casi sobrenaturales.
Los mamíferos tenemos una cosa en común: damos a luz bebés vivos. Después de eso, nos enfocamos en cómo educarlos y alimentarlos lo mejor posible, principalmente con la ayuda de nuestra propia leche.
Pero si bien los principios básicos de la fisiología de todos los mamíferos son exactamente los mismos, muchos animales son capaces de hacer lo que los humanos no son capaces de hacer.
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La increíble adaptabilidad de los animales salvajes fue el tema de una conferencia celebrada recientemente en la Universidad de Aarhus. En él, los investigadores compartieron su conocimiento de lo que los animales son capaces de hacer en el laboratorio, pero prestaron especial atención a cómo se comportan en su entorno natural.
Precisamente porque los principios básicos de la estructura de nuestros cuerpos son los mismos, los científicos esperan que si entienden los superpoderes de los mamíferos, algún día este conocimiento se pueda utilizar en el desarrollo de tecnologías y medicinas para el tratamiento de humanos.
Por ejemplo, algunos animales en el proceso de adaptación adquirieron la capacidad de enfriar sus cerebros.
"A esto lo llamamos enfriamiento selectivo del cerebro, y si un animal tiene hambre y sed, se puede saber por la temperatura del cerebro", dice Andrea Fuller, profesora de fisiología en la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica.
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Andrea Fuller trabaja en la adaptación de mamíferos a las duras condiciones climáticas del desierto de Kalahari en el sur de África. Sus arenas cubren un área equivalente a la mitad de Dinamarca, y prácticamente no hay agua allí.
Pero para muchos animales, estas son solo preocupaciones cotidianas. En este artículo, veremos las asombrosas habilidades de cinco animales salvajes que se han adaptado a su hábitat.
1. El oso hormiguero enfría su cerebro
Durante muchos años, la gente pensó que los animales como el cerdo hormiguero, también conocido como el "cerdo de la tierra", sobreviven en condiciones extremadamente calurosas y secas, en gran parte porque enfrían activamente sus cerebros.
Así es como funciona el llamado enfriamiento cerebral selectivo en muchos mamíferos grandes (los primates son más bien una excepción):
- Enfrían la sangre que ya ha donado oxígeno, es decir, sangre venosa.
- Una estructura especial en la cabeza te permite crear algo parecido a un lago de sangre helada.
- La sangre caliente que acaba de ser oxigenada en los pulmones, es decir, sangre arterial, viaja al sistema circulatorio a través de este lago y se enfría antes de llegar al cerebro.
“Así, nuestro conocimiento durante mucho tiempo se redujo al hecho de que los animales que viven en el desierto como el oso hormiguero luchan contra el sobrecalentamiento del cerebro de esta manera”, dice Andrea Fuller, quien estudia los mecanismos de adaptación de los mamíferos a la vida en el desierto.
Los animales del desierto no pueden darse el lujo de sudar
Así es como funciona el llamado enfriamiento cerebral selectivo en muchos mamíferos grandes (los primates son más bien una excepción):
Enfrían la sangre que ya ha donado oxígeno, es decir, sangre venosa.
Una estructura especial en la cabeza te permite crear algo parecido a un lago de sangre helada.
La sangre caliente que acaba de ser oxigenada en los pulmones, es decir, sangre arterial, viaja al sistema circulatorio a través de este lago y se enfría antes de llegar al cerebro.
“Así, nuestro conocimiento durante mucho tiempo se redujo al hecho de que los animales que viven en el desierto como el oso hormiguero luchan contra el sobrecalentamiento del cerebro de esta manera”, dice Andrea Fuller, quien estudia los mecanismos de adaptación de los mamíferos a la vida en el desierto.
Los animales del desierto no pueden darse el lujo de sudar
"Pero el sistema más sensible al calor en el cuerpo son los intestinos, y se cocinará antes que el cerebro", dice Andrea Fuller.
Su investigación muestra que los animales no solo están acondicionando sus cerebros para salvar sus vidas (lo que no costará mucho si sus intestinos hierven).
Enfrían el cerebro para controlar la sudoración, que está regulada por el cerebro. El oso hormiguero simplemente usa acondicionamiento interno para mantener bajo control la pérdida de agua en el sudor, lo cual es esencial en un entorno donde hay poca o ninguna agua.
Esta es una habilidad muy útil para enfriar el cerebro en una escasez de agua para evitar una señal de sudoración poco práctica.
Puede leer más sobre el enfriamiento del cerebro del oso hormiguero y la investigación en grandes mamíferos que viven a altas temperaturas en un artículo gratuito de 2014 publicado en la revista Physiology.
2. Erizo y otros hibernando
En invierno, el erizo entra en hibernación profunda entre ramitas y hojas marchitas, lo que reduce el consumo de energía del cuerpo a solo un 4% del metabolismo normal.
En comparación, nuestro mínimo absoluto durante el sueño es el 65% de nuestro metabolismo normal.
En otras palabras, el erizo está listo para permanecer en el estado "enlatado" durante mucho tiempo. Todo en su cuerpo durante la hibernación ocurre muy lentamente.
Tal estado en una persona sería un gran avance al realizar operaciones complejas. Sin mencionar el objetivo más genial: un viaje espacial a Marte.
¿Cómo puede ser útil la hibernación para una persona?
Los osos y un sinnúmero de pequeños roedores también pueden hibernar, y se observan condiciones similares a la hibernación en ciertas especies de aves.
Los seres humanos no saben cómo, todavía, pero les encantaría aprender de los expertos en esta materia que pueden mantener el cuerpo en funcionamiento con un consumo mínimo de energía.
Un nuevo estudio muestra que la disminución natural de la temperatura corporal puede tener un gran potencial en la rehabilitación de personas que han sufrido un paro cardíaco.
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¿Qué pasa con nosotros? Una nueva investigación sugiere que, de hecho, no está lejos el momento en el que habrá tratamientos similares a la hibernación de los animales.
3. El elefante marino vive bajo una (enorme) masa de agua
A pesar de su inusual apariencia, los elefantes marinos pueden sumergirse 50 veces al día a una profundidad de más de 2 mil metros, y permanecer tranquilamente bajo el agua durante dos horas, aunque suelen bucear "sólo" alrededor de media hora.
En Wiedenskub escribimos recientemente sobre los buceadores filipinos, que también pueden bucear durante un período más largo que nosotros, el resto de los habitantes de la tierra. Pero incluso los buzos entrenados y posiblemente adaptados genéticamente pueden contener la respiración durante "sólo" cinco minutos.
Como era de esperar, los expertos consideran que los elefantes marinos son los buceadores de aguas profundas más duros del mundo. Incluidas las ballenas.
“Uno de nuestros elefantes marinos permaneció 15 minutos a una profundidad de 2000 metros, después de solo tres minutos de salir a la superficie en busca de aire. Pasan el 90% de su tiempo bajo el agua. Estos animales no son 'buceadores', simplemente viven bajo el agua”, concluye Mike Fedak, profesor emérito de la Universidad de St Andrews en Escocia, que ha trabajado con elefantes marinos durante muchos años.
Esta conclusión está respaldada por el hecho de que a los elefantes marinos no les importa tomar una siesta ligera a una profundidad de 400 metros.
Los elefantes marinos pueden controlar la función cardíaca
Durante el experimento, cuando los elefantes marinos nadaban en un tanque cerrado, y la ventana a través de la cual se podía acceder al aire se cerraba de vez en cuando, Mike Fedak observó cómo el elefante marino deliberadamente detenía prácticamente su corazón, tan pronto como el científico extendía la mano hacia la escotilla.
Solo recientemente ha habido evidencia convincente de que los mamíferos buceadores tienen un control perfectamente consciente de su frecuencia cardíaca.
Además, los mamíferos buceadores controlan su flujo sanguíneo para enviar oxígeno de la sangre a los órganos que más lo necesitan. Por ejemplo, al cerebro y al corazón, mientras que el resto de músculos deben contentarse con sus propias reservas de oxígeno.
Es decir, los elefantes marinos son expertos en administrar su propio flujo sanguíneo, y esto se puede ver claramente en la forma en que la frecuencia cardíaca se ralentiza repentinamente con un solo movimiento de la mano del científico.
Es muy interesante cómo y cuándo lo hacen los elefantes marinos en la naturaleza. ¿Explica esto su capacidad para bucear durante tanto tiempo?
Colaboración en aguas profundas en beneficio de todos
Mike Fedak y los científicos oceánicos que quieren comprender cómo se comportan los océanos y cómo afectan el cambio climático han entablado una asociación inusual.
Equipados con sensores que miden, por ejemplo, la temperatura y la salinidad del agua y envían una señal de GPS, los elefantes marinos ayudan a los oceanógrafos a estudiar las capas profundas del océano, mientras que Mike Fedak obtiene información valiosa sobre el comportamiento de los animales en profundidad.
Para obtener más información sobre esta colaboración, en la que las focas están reemplazando a todo un barco de científicos, consulte el sitio web de MEOP: Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole.
4. La presión arterial de la jirafa debería haberlo matado
Muchas características están asociadas con la gran distancia entre el corazón y el cerebro de una jirafa, lo que requiere adaptaciones especiales.
El profesor Tobias Wang, profesor de biología en la Universidad de Aarhus, ha estado a la vanguardia de la investigación sobre el cuello, las piernas y el corazón de la jirafa durante muchos años con Kristian Aalkjær.
El corazón de una jirafa debería pesar veinte kilogramos, dice un chiste. De hecho, una jirafa necesita una presión impresionante para llevar sangre por ese largo cuello hasta su cerebro, y se siente muy bien con ella.
La jirafa tiene un corazón gordo
Pero el peso del corazón de una jirafa es solo la mitad del peso corporal total, al igual que el nuestro.
Pero tiene paredes extra gruesas de cámaras cardíacas, que proporcionan presión arterial adicional, como lo demuestran los nuevos resultados de investigación presentados en la conferencia.
5. La alpaca permanece medio cachorro toda su vida
En el vientre de tu madre, también usaste esto: un súper tipo de proteína llamada hemoglobina, que se une y transporta oxígeno en nuestra sangre.
En un feto, la hemoglobina es tan roja como la de la madre, pero debido a que tiene que trasladar el oxígeno del sistema circulatorio de la madre al propio sistema del bebé, tiene una mayor capacidad para unir oxígeno. Esto es característico de la hemoglobina de todos los bebés mamíferos hasta que nacen.
Este es usado por la alpaca. Pasa su vida en las altas montañas, donde el aire es tenue. Los animales comunes tendrían que respirar mucho más rápido para obtener suficiente oxígeno.
A diferencia de nosotros, el resto, la alpaca simplemente no renuncia a su hemoglobina infantil, en lo que respecta a la sangre, sigue siendo un niño de por vida.
Muchos animales viven en la altura
Existen diferentes ejemplos de soluciones inteligentes para vivir en alta montaña. En la naturaleza se hablaba de los yaks alpinos; los ratones, las ovejas y las aves tienen sus propias formas de sobrevivir en la altura.
"Muy a menudo, los animales resuelven al menos parte del problema 'modificando' o haciendo pequeños ajustes en la hemoglobina que transporta el oxígeno en la sangre", dice Roy Weber, profesor emérito del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Aarhus, autor de un artículo de revisión sobre la adaptación animal a vida en condiciones de alta montaña.
Así que aprendimos un poco sobre algunos de los dispositivos impresionantes que tienen nuestros primos y primos evolutivos.
En esencia, todos los mamíferos que nos rodean son como nosotros, por lo que tal vez algún día podamos aprender y adoptar algunas de sus extraordinarias habilidades. La ciencia lo mostrará.
Inge G. Revsbech
