A5 Fallo de Flotabilidad

Tópico

La vejiga natatoria es la protagonista de este modelo: su función es mantener un volumen de gas suficiente para compensar el hecho de que los tejidos del cuerpo del pez son más densos que el agua que lo rodea —los tejidos rondan entre mil sesenta y mil noventa kilogramos por metro cúbico, frente a unos mil veinticinco kilogramos por metro cúbico del agua—. El fallo de flotabilidad ocurre cuando la vejiga natatoria pierde su integridad estructural, ya sea por perforación causada por parásitos, por infección bacteriana o por trauma mecánico, y como consecuencia deja de poder mantener el volumen de gas necesario para esa compensación de densidad. El resultado inmediato de una vejiga natatoria que ya no compensa la densidad de los tejidos es una fuerza neta que empuja al pez hacia el fondo, y el pez solo puede contrarrestar esa fuerza con nado activo continuo, incluso cuando está en reposo, lo que le impone un costo metabólico enorme respecto de un pez con la vejiga natatoria intacta.

El fallo de la vejiga natatoria puede ser parcial, cuando una microperforación deja escapar el gas lentamente, o total, cuando la vejiga colapsa de forma súbita. En el fallo parcial, el gas se difunde hacia afuera de la vejiga dañada de un modo que sigue el mismo principio que la difusión a través de cualquier membrana lesionada: la tasa a la que se pierde el gas es mayor cuanto más grande es el área dañada de la membrana, mayor cuanto mayor es la diferencia de presión del gas entre el interior de la vejiga y el tejido que la rodea, y mayor cuanto más permeable se ha vuelto esa membrana dañada. A medida que el volumen de gas dentro de la vejiga natatoria disminuye por esta vía, la fuerza neta hacia el fondo descrita en el párrafo anterior se vuelve progresivamente más intensa.

Para compensar esa fuerza neta hacia el fondo, el pez con la vejiga natatoria dañada nada con la cabeza inclinada hacia arriba, generando con ese ángulo de inclinación una componente vertical de fuerza de sustentación hidrodinámica que sustituye, en parte, al volumen de gas perdido. Nadar de ese modo, sin embargo, aumenta el arrastre que el pez debe vencer y reduce su eficiencia propulsiva general. El costo energético de mantener esa posición inclinada no crece en la misma proporción en que crece la fuerza neta hacia el fondo que hay que compensar, sino mucho más rápido: crece con el cuadrado de esa fuerza, de modo que una vejiga natatoria cada vez más dañada impone un costo energético que se dispara antes que la propia pérdida de flotabilidad.

Existe además un segundo modo de falla, propio de los peces que habitan en profundidad y que tienen la vejiga natatoria dañada: si uno de estos peces asciende rápidamente hacia la superficie, el gas que aún queda dentro de la vejiga natatoria se expande, como ocurre con cualquier gas al reducirse la presión externa, pero la vejiga dañada ya no logra reabsorber ese gas que se expande. La vejiga natatoria termina sobredistendida, y esa sobredistensión genera una fuerza de empuje excesiva que empuja al pez irremediablemente hacia la superficie, en la dirección exactamente opuesta a la fuerza neta hacia el fondo que domina el resto del modelo.

En conjunto, una vejiga natatoria dañada —ya sea que pierda gas lentamente, colapse de golpe, o se sobredistienda durante un ascenso rápido— deja al pez sin la función original de mantener su posición en la columna de agua sin esfuerzo. El comportamiento resultante es característico: el pez nada con un ángulo de inclinación corporal anormal, describe una natación circular en vez de una trayectoria recta, y pierde la capacidad de mantenerse estacionario en la columna de agua que un pez con la vejiga natatoria intacta da por sentada.

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