E5 Termorregulación y Homeostasis Física

Tópico

La interacción del mamífero con su medio físico —el aire, el agua o un suelo granular como la arena o la tierra suelta— determina fuerzas resistivas y propulsoras adicionales a las que ya ejerce la gravedad sobre el cuerpo. Cada uno de estos tres medios impone su propio tipo de resistencia al movimiento del animal.

En el aire, la resistencia aerodinámica que el medio opone al cuerpo del animal crece con el cuadrado de su velocidad de desplazamiento, de modo que duplicar la velocidad multiplica por cuatro esa resistencia. En los mamíferos que alcanzan las velocidades más altas, como el guepardo o el galgo, esta resistencia aerodinámica puede convertirse en el factor que finalmente limita cuánto más rápido pueden correr.

En el agua, dos formas distintas de resistencia limitan la velocidad del animal: la resistencia viscosa, que el agua opone al deslizamiento del cuerpo a través de ella, y la resistencia de ola, que aparece cuando el cuerpo genera ondas en la superficie del agua al desplazarse. Al mismo tiempo, el agua también empuja el cuerpo del animal hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen de agua que el cuerpo desplaza, y ese empuje reduce el esfuerzo que el animal necesita hacer contra la gravedad mientras nada.

En un suelo granular como la arena o la tierra suelta, los mamíferos excavadores y los que caminan sobre terreno blando experimentan fuerzas resistivas que crecen tanto con la profundidad a la que el pie penetra en el sustrato como con la velocidad a la que el pie se mueve dentro de él, de modo que un pie que se hunde más profundo o que se mueve más rápido dentro del sustrato encuentra más resistencia.

La resistencia viscosa del agua, mencionada en el caso de la natación, no domina por igual en todos los mamíferos acuáticos: un número adimensional que compara la importancia de las fuerzas inerciales del agua en movimiento frente a las fuerzas viscosas que la frenan distingue dos regímenes distintos. En los mamíferos acuáticos pequeños domina el régimen viscoso, en el que la resistencia viscosa predomina sobre la inercial; en los mamíferos acuáticos grandes que nadan, en cambio, domina el régimen turbulento, en el que la inercia del agua en movimiento predomina sobre la viscosidad.

Dentro de ese mismo contexto de la natación, otro número adimensional, que relaciona la frecuencia y la amplitud del movimiento propulsivo del animal con su velocidad de avance, describe qué tan eficiente resulta esa propulsión: existe una combinación de frecuencia, amplitud y velocidad que maximiza la eficiencia propulsiva, y los mamíferos acuáticos que se alejan mucho de esa combinación nadan de forma comparativamente más costosa.

En los mamíferos semiacuáticos de tamaño pequeño, como la nutria o el castor, se suma además a estas resistencias del agua un mecanismo adicional: la fricción entre el pelaje del animal y el agua que lo rodea desempeña un papel importante en la resistencia total que el animal enfrenta al nadar, un papel que en los mamíferos acuáticos grandes, con menos pelo relativo a su tamaño, resulta comparativamente menos relevante. Con esto se completa el cuadro de fuerzas resistivas y propulsoras adicionales a la gravedad con el que se abrió esta descripción de la interacción del mamífero con su medio físico.

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