Poiquilotermos: evolución, regulación, beneficios
Poiquilotermo (poikilos, múltiple o variado) hace referencia a aquellos animales que no pueden regular su temperatura interna, por lo que su temperatura corporal fluctúa con la temperatura ambiente.
Históricamente, los zoólogos utilizaron otros términos de uso más extendido como “sangre fría” para referirse a un variado grupo de animales. Sin embargo, es un término que en un sentido estricto resulta ineficiente para separar a dos grupos animales.
Otro término ampliamente utilizado para referirse exclusivamente a la fuente de calor corporal es “ectotermo”, como aquellos grupos animales que dependen casi por completo de fuentes de calor ambientales. Así, la combinación de estos términos arrojan información valiosa sobre la manera en que los animales regulan su temperatura corporal.
Índice del artículo
- 1 Regulación de la temperatura en organismos poiquilotermos
- 2 Metabolismo en animales poiquilotermos
- 3 Poiquilotermia en la naturaleza
- 4 Beneficios y costos de la poiquilotermia
- 5 Evolución de la ectotermia en dinosaurios
- 6 Referencias
Los animales a lo largo de su evolución han empleado estrategias para conservar su entorno interno en óptimas condiciones y mantener un funcionamiento celular normal, además de optimizar el gasto o el ahorro de energía metabólica.
Los animales poiquilotermos producen una cantidad de calor metabólico comparativamente menor que los animales endotermos. Por lo cual, el intercambio de energía calórica con el ambiente es de gran importancia para determinar su temperatura corporal.
En este sentido, un animal poiquilotermo absorbe calor del medio ambiente si necesita elevar su temperatura corporal comportándose como conformistas térmicos, pues dependen de la temperatura del ambiente. En términos energéticos constituyen animales mal aislados.
En primer lugar, poseen bajas tasas de producción de calor metabólico que se disipa de manera rápida en el medio circundante y no contribuye significativamente en el aumento de la temperatura corporal. Por otro lado, poseen una conductividad térmica elevada, lo cual permite a los ectotermos absorber calor con facilidad.
En la mayoría de los casos, los organismos ectotermos tienen una regulación comportamental de la temperatura corporal. Por ejemplo, serpientes y lagartos se asolean hasta alcanzar una temperatura conveniente para una función muscular eficiente, mitigando los efectos del medio a través de la conducta.
Es bien conocido que las reacciones bioquímicas son sensibles a la temperatura, pues la actividad de muchas enzimas tiene una temperatura óptima. Cualquier cambio en la temperatura altera la eficiencia de la maquinaria enzimática, constituyendo un impedimento para los animales.
Si la temperatura disminuye a un nivel crítico la velocidad de los procesos metabólicos se ve comprometida, reduciendo la producción de energía y la cantidad que puede ser empleada por los animales para sus actividades y reproducción.
En contraste, si la temperatura sube demasiado la actividad metabólica es inestable e incluso se destruye. Esto permitió establecer rangos óptimos para el desarrollo de la vida entre 0 °C a 40 °C.
La temperatura corporal en los organismos poiquilotermos no es constante como en el caso de los organismos homeotermos (endotermos).
En este caso, aunque se genera calor como producto de la actividad metabólica, este último se pierde tan rápido como se genera. La temperatura interna no depende del mecanismo de combustión de los alimentos como en el caso de los homeotermos.
Generalmente, los animales poiquilotermos se asocian con el metabolismo del tipo bradimetabólico. Sin embargo, es una condición que solo cumplen organismos ectotérmicos estrictos, siendo el bradimetabolismo el metabolismo en estado de reposo.
La poiquilotermia es el tipo de termorregulación más frecuente en el reino animal. Dentro de este grupo se encuentran los grupos de vertebrados inferiores como los peces, los anfibios y los reptiles y la gran mayoría de invertebrados terrestres y acuáticos (con algunos casos excepcionales).
En los poiquilotermos acuáticos, la temperatura corporal es básicamente la misma del agua debido a sus características calóricas. Por otro lado, los organismos terrestres pudieran tener una temperatura superior a la temperatura del aire por efecto de la radiación.
Los animales ectotermos a través de su comportamiento explotan los lugares con temperaturas más favorables, sin embargo como se ha señalado previamente la fuente de energía empleada para aumentar su temperatura corporal proviene del entorno y no del interior del organismo.
En zonas tropicales, ectotermos como los reptiles compiten de manera efectiva con los mamíferos, superándoles en muchos casos en abundancia de especies e individuos. Esto debido a que la temperatura constante del trópico permite actividad durante todo el día y además dedicar la energía ahorrada en actividades de reproducción y la supervivencia.
Esa ventaja suele disminuir en ambientes templados donde, debido a las condiciones adversas para la ectotermia, se ven favorecidos los organismos endotermos.
Como la temperatura corporal de muchos ectotermos depende en un grado considerable del ambiente, las especies ectotermas que viven en lugares con temperaturas por debajo del punto de congelación pueden tener problemas.
Sin embargo, han desarrollado respuestas como sustancias para evitar la nucleación de los cristales de hielo en los líquidos extracelulares y así proteger el líquido citoplasmático, el sobreenfriamiento y sustancias anticongelantes en los líquidos corporales.
En ambientes cálidos, las funciones de los tejidos de la mayoría de los ectotermos se ven obstaculizados. Debido a una menor afinidad de la hemoglobina por el oxígeno dentro de las temperaturas superiores de la temperatura del cuerpo, impide que los animales realicen actividades exigentes, debido a sus tasas bajas en el metabolismo aeróbico.
Esto último trae consigo el desarrollo de un déficit de oxígeno durante la respiración anaeróbica y las limitaciones de conseguir grandes tamaños.
La ectotermia supone una forma de vida lenta y de flujos de energía pequeños, es decir con necesidades de energía modestas. Esto último les permite ocupar nichos terrestres inaprovechables por los vertebrados homeotermos, invirtiendo menos energía para producir calor y más en actividades de crecimiento y reproducción.
Desde el levantamiento de los primeros fósiles ha existido el debate de si los dinosaurios eran homeotermos o poiquilotermos. Como ya sabemos, la ectotermia supone baja inversión metabólica para generar calor y en su lugar se emplea energía disponible en el medio ambiente para regular la temperatura corporal.
Esto evidentemente trae consigo una serie de problemas como por ejemplo la falta de radiación o energía solar por las noches o que el hábitat sea templado y frío. Tradicionalmente, dadas las relaciones existentes entre los dinosaurios y los reptiles actuales se clasificaron a los dinosaurios como ectotermos.
Sin embargo, debido al estilo de vida que se dedujo sobre los dinosaurios varios argumentos apoyan que fueron animales endotermos.
El primero, es que poseían aislamiento superficial (plumas en Archaeopteryx), lo cual, constituiría una barrera para la absorción de energía a partir de la radiación y para un endotermo, suponiendo una forma de mantener el calor metabólico.
Muchos de los hallazgos fósiles se dieron en zonas templadas, por lo que se considera eran endotermos para sobrevivir al clima con calor metabólico. Otras evidencias sugieren que la relación existente entre depredador y presa es característica de animales endotermos y no ectotermos.
- Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biología. Ed. Médica Panamericana.
- de Quiroga, G. B. (1993). Fisiología animal y evolución (Vol. 160). Ediciones AKAL.
- Fanjul, M. L., & Hiriart, M. (Eds.). (1998). Biología funcional de los animales. Siglo xxi.
- Fastovsky, D. E., & Weishampel, D. B. (2005). The evolution and extinction of the dinosaurs. Cambridge University Press.
- Hill, R. W. (2002). Fisiología animal comparada: un enfoque ambiental. Reverté.
- Hill, R. W., Wyse, G. A., & Anderson, M. (2012). Animal Physiology. Third edition Sinauer Associates, Inc. Publishers.
- McNab, B. K. (2002). The physiological ecology of vertebrates: a view from energetics. Cornell University Press.
- Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. (2009). Environmental physiology of animals. John Wiley & Sons.