A9 Colapso Térmico

Tópico

El colapso térmico ocurre cuando la temperatura del agua cambia a una velocidad, o alcanza un valor, que supera la capacidad de aclimatación fisiológica del pez, produciendo disfunción de las proteínas enzimáticas, desestabilización de las membranas celulares y colapso del sistema nervioso. El pez es un ectotermo: su temperatura corporal iguala prácticamente la temperatura del agua que lo rodea, tanto porque el agua conduce el calor con mucha eficiencia como porque sus branquias están en contacto directo y constante con esa agua. Por eso, cualquier choque térmico en el agua termina afectando de forma directa la bioquímica de las células del pez.

El equilibrio entre la temperatura corporal del pez y la temperatura del agua sigue el mismo principio que describe cómo cualquier cuerpo se enfría o se calienta hasta igualar la temperatura de su entorno: la diferencia entre ambas temperaturas se va cerrando con el tiempo, a una velocidad que depende de cuánta masa tiene el pez, de cuánto calor específico tiene su tejido, y de cuán eficiente es el intercambio de calor a través de sus branquias, que es la vía dominante de ese intercambio térmico, muy por encima de lo que ocurre a través de la piel. Cuanto mayor es la masa del pez y su calor específico, más lento resulta ese ajuste de temperatura; cuanto más eficiente es el intercambio de calor branquial, más rápido se equilibra la temperatura corporal con la del agua.

La velocidad a la que la temperatura del agua puede cambiar sin que el pez colapse está limitada por la rapidez con la que el pez logra sintetizar proteínas de choque térmico, un mecanismo de defensa celular que se activa cuando la temperatura corporal se aparta de lo normal. Esa síntesis de proteínas de choque térmico responde con una cinética simple, de primer orden, que tarda entre minutos y horas en desplegarse por completo; si la temperatura del agua cambia más rápido de lo que esa síntesis logra desplegarse, la defensa celular llega tarde y el choque térmico se instala en el pez antes de que pueda protegerse.

Los efectos de ese choque térmico sobre el rendimiento locomotor del pez se explican porque la velocidad de sus procesos biológicos —la velocidad con que se contraen sus músculos, la velocidad con que sus nervios conducen señales, y su tasa metabólica general— escala directamente con su temperatura corporal: por cada diez grados de cambio en la temperatura, estos procesos suelen multiplicarse o dividirse por un factor de entre dos y tres. Así, una caída brusca de diez grados en la temperatura reduce la velocidad de conducción nerviosa del pez a la mitad, y esa reducción se traduce directamente en pérdida de coordinación motora.

Si la temperatura del agua cae más de entre quince y veinte grados por debajo de la temperatura a la que el pez estaba aclimatado, el choque térmico ya no se limita a una pérdida de coordinación motora, sino que produce coma térmico y finalmente la muerte del pez. Este comportamiento define, en cada especie, un rango letal delimitado por una temperatura crítica máxima y una temperatura crítica mínima, fuera del cual el pez no logra sobrevivir; dentro de ese mismo rango, unos pocos grados antes de alcanzar cualquiera de esos dos límites —entre dos y cinco grados, según la especie— el pez llega a la temperatura de pérdida del equilibrio, el punto en el que ya no logra mantener una postura normal en el agua, quedando así prácticamente indefenso justo antes de alcanzar el límite letal que resulta, en último término, de esa misma incapacidad del pez ectotermo para mantener su temperatura corporal independiente de la temperatura del agua descrita al comienzo de este modelo.

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