E12 Termorregulación Regional

Tópico

La endotermia regional es la capacidad que tienen ciertos peces —los atunes, los marlines, los peces espada, los tiburones mako y el tiburón blanco— de mantener la temperatura de sus músculos locomotores, de su cerebro o de sus ojos significativamente por encima de la temperatura del agua que los rodea, gracias a intercambiadores de calor de contraflujo especializados, un rete mirabile térmico. A diferencia de los mamíferos, que son endotermos completos y regulan la temperatura de todo su cuerpo, estos peces son endotermos regionales: solo ciertas regiones de su cuerpo están termorreguladas, mientras el resto permanece en equilibrio térmico con el agua.

El mecanismo físico detrás de esta endotermia regional es el intercambiador de calor de contraflujo vascular: la sangre arterial fría que llega desde las branquias pasa por capilares que están justo al lado de los capilares venosos que devuelven la sangre caliente desde el músculo. La transferencia de calor entre esa arteria y esa vena adyacentes es lo bastante rápida como para que la sangre arterial llegue al músculo ya calentada, reteniendo así el calor metabólico dentro del núcleo muscular en vez de perderlo hacia las branquias y, desde ahí, hacia el agua.

La efectividad de ese intercambiador de calor, es decir, qué fracción del calor metabólico logra retener en vez de perder, depende de la relación entre la conductancia térmica del propio intercambiador y el caudal de calor que la sangre transporta por convección: cuanto mayor es esa conductancia térmica en relación con el caudal de calor que hay que retener, más efectivo resulta el intercambiador reteniendo calor.

El exceso de temperatura que el músculo alcanza respecto a la del agua circundante es proporcional a la tasa a la que el músculo rojo, que trabaja de forma continua, produce calor metabólico, dividida por las pérdidas de calor que ese músculo sufre hacia el ambiente.

Esta endotermia regional le permite al atún nadar en aguas frías manteniendo una potencia muscular alta, porque la contracción muscular es más rápida y más poderosa a una temperatura más alta, el mismo tipo de dependencia entre temperatura y velocidad de los procesos biológicos descrita en el modelo de colapso térmico de esta colección; de este modo, la endotermia regional le da al atún una ventaja de rendimiento en entornos donde la temperatura del agua varía.

El comportamiento esperado es que ese exceso de temperatura del músculo escala positivamente tanto con la velocidad de nado como con el tamaño corporal del pez, de modo que los atunes grandes, de más de cincuenta kilogramos, pueden mantener su músculo entre diez y veinte grados por encima de la temperatura del agua circundante, la misma diferencia de temperatura respecto al agua que se describió al comienzo de este modelo como la característica distintiva de la endotermia regional.

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