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martes, 2 de julio de 2024

¿Se ha descubierto el primer animal capaz de vivir sin oxígeno?

 En los últimos días hemos asistido a una serie de noticias sobre el supuesto descubrimiento del primer animal anaerobio, es decir, capaz de vivir sin oxígeno. Llamativos titulares se han sucedido en diversos medios. Algunos ejemplos: “Este ser vivo no debería existir: no necesita oxigeno para sobrevivir”, “un animal parásito desafía las reglas de la vida”, “una completa anomalía de nuestro planeta”.

La verdad es que el concepto de animal anaerobio tiene su atractivo. Los animales somos seres heterótrofos, lo que significa que obtenemos nuestra energía de la materia orgánica mediante su oxidación en los orgánulos celulares conocidos como mitocondrias. El oxígeno es tan necesario para nosotros como el propio alimento. No nos debería extrañar demasiado que sorprenda la supuesta primera excepción a esta regla aparentemente universal.

Sin embargo, la publicación del descubrimiento al que hacen referencia se produjo hace más de cuatro años. La evidencia de que el cnidario parásito del salmón Henneguya salminicola carecía de genoma mitocondrial y de metabolismo aeróbico, fue publicada en la revista PNAS en febrero de 2020 y ya dio lugar en su momento a una oportuna y justificada oleada de titulares y artículos divulgativos.

















Henneguya salminicola, un parásito del salmón capaz de vivir sin oxígeno. Stephen Douglas AtkinsonCC BY-SA

Sucede también que los autores del artículo de PNAS fueron bastante más modestos en sus conclusiones. Afirmaron que su descubrimiento mostraba que la respiración aeróbica “no era omnipresente en los animales”. Dicho de otra forma, que la regla tenía al menos una excepción. 

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También mostraban que, a pesar de la ausencia de genoma mitocondrial, las células de Henneguya poseen “orgánulos relacionados con las mitocondrias” (MRO, por sus siglas en inglés), probablemente derivados de ellas. En estos orgánulos el parásito ejecuta varias rutas metabólicas clásicas, incluyendo el ciclo de Krebs –reacciones químicas que forman parte de la respiración celular en las células aerobias–, aunque no se conoce con detalle la forma en que obtiene su energía sin utilizar oxígeno en la cadena respiratoria.

Ya se conocían precedentes

¿Por qué los autores del artículo de PNAS evitaron reivindicar el descubrimiento del “primer animal anaerobio”? Porque es probable que Henneguya no lo sea. En 2010 se descubrieron tres especies de loricíferos en sedimentos de la cuenca de L'Atalante, un lago submarino hipersalino situado en el mar Mediterráneo a unos 200 kilómetros al oeste de la isla de Creta. Su salinidad extrema (hasta 365 gramos de sal por litro, diez veces superior a lo normal) hace que no se mezcle con agua más superficial, por lo que este lago submarino no contiene oxígeno disuelto.


Spinoloricus cinziae, una de las tres especies de loricíferos que viven en el ambiente anóxico de la cuenca de L’Atalante, descubiertas en 2010. La escala es de 50 micras. Roberto Danovaro et al. The first metazoa living in permanently anoxic conditions. BMC Biology.CC BY

Los loricíferos son diminutos animales que viven en los sedimentos de fango o arena. Las tres especies descubiertas en los sedimentos anóxicos de L’Atalante planteaban la cuestión de cómo organismos animales podían vivir en un ambiente sin oxígeno. Los estudios con microscopía electrónica de los ejemplares recogidos mostraban la ausencia de mitocondrias. En su lugar se encontraban unos orgánulos que los autores del artículo identificaron como posibles “hidrogenosomas”.

Hasta ese momento, los hidrogenosomas sólo habían sido localizados en algunos ciliados, flagelados y hongos habitantes de ambientes anaerobios. En estos orgánulos, probablemente derivados de las mitocondrias, una serie de enzimas utilizan protones en lugar de oxígeno como aceptores de electrones para generar hidrógeno molecular y ATP.

Las tres especies de loricíferos mediterráneos sí podrían ser los primeros animales conocidos que viven sin oxígeno y los primeros animales que utilizarían hidrogenosomas para obtener energía. Los autores del estudio sobre Henneguya reconocen este posible precedente, aunque señalan que un artículo publicado en 2015 había puesto en duda la existencia de loricíferos en ambientes anóxicos. 

Este cuestionamiento fue contestado de forma contundente por los investigadores de la fauna de L’Atalante, pero el tema sigue abierto a la espera de más resultados. Continúa siendo necesaria una confirmación de la ausencia de respiración aeróbica y la presencia de hidrogenosomas en los loricíferos de L'Atalante, pero las dificultades técnicas para obtener muestras adecuadas lo han impedido hasta la fecha la secuenciación de su genoma. Por ello, se impone la prudencia. 

Lo que sí resulta esencial, al hilo de lo que hemos contado, es la necesidad de que la información y la divulgación científica sean rigurosas, que los titulares respondan al contenido de artículos y noticias, y que se consulten las fuentes originales.

lunes, 12 de julio de 2021

¿Por qué los humanos y los perros no soportamos el calor como una iguana?

 En verano, es frecuente que llegue a nuestros oídos algún caso de animales que fallecen por un golpe de calor. Sin embargo, no nos sorprende ver en un documental que ciertas especies pasan las horas al sol prácticamente sin inmutarse. ¿A qué se deben estas diferencias? ¿Qué hace que una especie animal esté más o menos adaptada al calor?

Para responder a estas preguntas es necesario conocer los mecanismos que permiten la termorregulación, es decir, la capacidad de adaptar, dentro de unos límites, la temperatura corporal para alcanzar un equilibrio compatible con la vida. 

Dentro de estos mecanismos, vamos a centrarnos en la sudoración para bajar la temperatura, y el papel de la grasa parda en la producción de calor (termogénesis). Sin olvidar que casi todo lo que ocurre en nuestro cuerpo depende de factores fisiológicos, anatómicos e histológicos. 

Mecanismos de termorregulación

Existen animales poiquilotermos o ectotermos (como los reptiles y los peces) que adoptan la temperatura del ambiente sin necesitad de usar vías metabólicas, mediante mecanismos comportamentales. Por ejemplo, cambian de hábitat: cuando aumenta la temperatura se meten en madrigueras o en el agua, y si hace frío se exponen al sol. Estos organismos carecen de glándulas sudoríparas y de grasa parda. 

Únase y apueste por información basada en la evidencia.

Por otro lado, mamíferos y aves son animales endotermos, capaces de regular la temperatura corporal y mantenerla dentro de unos límites de funcionamiento. Estos límites varían según la especie, por ejemplo, un perro tiene una temperatura normal de 37,5-39 ℃ , rango con el que los humanos tendríamos que pasar una cuarentena en casa por sospecha de covid-19.

Según estos conceptos, un reptil puede sobrevivir a temperaturas muy elevadas gracias a esta condición fisiológica, lo que podríamos considerar como una ventaja adaptativa en un entorno natural. Sin embargo, son numerosos los reptiles domésticos que llegan a las clínicas veterinarias con quemaduras por calor. 

Estos animales tienen un umbral de sensibilidad al calor mucho más alto, de modo que cuando se dan cuenta de que se están quemando, ya es demasiado tarde. Por tanto, dentro de la responsabilidad de los dueños se encuentra cuidar del entorno de sus mascotas ante temperaturas extremas.

El papel de la grasa marrón o parda

Existen dos tipos de tejido adiposo diferente: la grasa blanca y la marrón. La grasa blanca se encuentra bajo la piel (en la hipodermis) y mantiene el calor, mientras que la grasa marrón está especializada en la termogénesis (primordial en épocas frías). De hecho, los recién nacidos poseen un mayor porcentaje de grasa parda estratégicamente distribuida para evitar pérdidas de calor en las primeras etapas de la vida. 

Por este motivo, parece lógico que aquellos mamíferos con periodos de hibernación en sus ciclos vitales tengan un porcentaje mayor de grasa parda. Este tejido es rico en mitocondrias, el motor energético de todas nuestras células. De esta forma, estos animales pueden mantener un aporte de energía continuo para su metabolismo basal. 

El sudor, incómodo pero necesario

Quizás sea desconocido para algunos que determinadas especies no sudan, o al menos no en la totalidad de su superficie corporal, tal y como hacemos los humanos. Despojando al sudor de sus posibles aspectos repulsivos, subrayaremos que es un mecanismo fundamental, orquestado por el sistema nervioso parasimpático, para el control de la temperatura. 

Histológicamente, las glándulas especializadas en la producción de sudor para la termorregulación se denominan glándulas sudoríparas ecrinas. Cabe destacar que solamente se han encontrado en mamíferos.

Su papel en primates (como nosotros) es muy importante en el control térmico corporal. Tanto es así que un grupo de investigación en antropología de la Universidad de Massachusetts ha realizado un estudio filogenético para determinar la proporción de estas glándulas en 35 especies de primates diferentes. Se observó una importante variabilidad en la cantidad de las mismas, según las diferentes condiciones climatológicas de su hábitat.

Algo similar se ha descrito con respecto a las diferentes razas bovinas, en las que varía de igual forma la densidad de glándulas sudoríparas.

En algunos mamíferos no primates (como los perros y gatos), las glándulas ecrinas se distribuyen solamente en las almohadillas plantares y en la trufa (nariz). En casos como este, así como en las aves, la principal vía para controlar el exceso de temperatura es por medio de la evaporación en la superficie corporal y lo que conocemos como jadeo.

Los perros, como los gatos, solo tienen glándulas del sudor en las almohadillas de los pies y en la trufa de la nariz.Shutterstock / Tanya Kalian

¿Qué mecanismo es más eficaz?

La respuesta es difícil. Todo depende del prisma con el que lo miremos.

Es innegable que dependiendo del entorno ambiental en el que se encuentren los animales, tanto la actividad de sus glándulas sudoríparas como la cobertura de su pelaje y su grasa han contribuido enormemente a su adaptación al medio. 

Estos factores han permitido que, con el paso de los siglos, determinadas especies se adapten mejor para soportar mayores temperaturas. ¿Podríamos considerar entonces que, en general, los animales no humanos soportan mejor el calor? 

Para responder, hagámonos otra pregunta: ¿Cree que un habitante de Laponia soportaría las altas temperaturas existentes en el continente africano con el mismo agrado que un keniata? Seguramente responderíamos: “Ellos están mejor adaptados”. Pues esa es la respuesta final. 

Por suerte, la evolución de las especies, e incluso de las etnias, es un proceso indomable y prolongado en el tiempo. En el caso de la tolerancia térmica se han escogido inteligentemente caminos diversos según las necesidades a cubrir en el espacio y tiempo.

martes, 5 de mayo de 2020

Se descubre la razón por la que los elefantes y otros animales se emborrachan tan fácilmente

Se han observado aves, elefantes y monos rastreando el suelo con afán de encontrar frutas y bayas: tras un proceso de fermentación natural, empiezan a producir alcohol, lo cual parece gustarles.
Algunos mamíferos, como los elefantes, los rinocerontes o los armadillos, de hecho, se emborrachan con bastante facilidad. Un nuevo estudio parece esclarecer la razón: el gen ADH7 ha perdido su función en ellos y no metaboliza bien el alcohol.

Metabolización del alcohol

Ya sabíamos que los animales gustan de embriagarse (y también de masturbarse), pero no la razón de que les resultara tan sencillo hacerlo en algunos casos.
El secreto parece residir en 10 alteraciones independientes del gen ADH7durante la historia de la evolución de los mamíferos. Heredar ese gen disfuncional podría dificultar que sus cuerpos descompongan el etanol, según explica la antropóloga molecular Mareike Janiak, de la Universidad de Calgary en Canadá, y líder del estudio citado.
Esta alteración genética podría permitir que el etanol se acumule más fácilmente en el torrente sanguíneo de estos animales.
Esta escasa tolerancia al alcohol, de hecho, nos obliga a revisar la idea de que los elefantes, por ejemplo, disfrutan embriagándose: si tienen poca tolerancia alcohol, esto no permite comer demasida fruta caída y fermentada, lo cual supone un engorro cuando se tiene hambre.
Por el contrario, los humanos y los primates africanos no humanos sufren de la situación inversa: una mutación que hace que su ADH7 sea 40 veces más eficiente para procesar el etanol que una versión típica de mamífero
Así pues, encontrar esta alteración genética en el elefante africano plantea al menos, preguntas sobre los viejos mitos sobre la afición a la embriaguez de estos animales. Tal vez el enorme hígado de los elefantes ejercería algún papel relevante en la desintoxicación del alcohol. Sea como fuere, habrá que continuar investigando a los animales embriagados a fin de llegar hasta el fondo del asunto.