Investigación publicada en Nature demostró empíricamente que los mamíferos se adaptaron a épocas más frías mediante cambios rápidos en su tasa metabólica, lo que sugiere que tendrían la capacidad de sobrevivir a futuros cambios globales.
El metabolismo ha sido un factor fundamental en la adaptación de gran parte de los mamíferos ante modificaciones del ambiente, algunos de ellos abruptos, como el cambio de la temperatura de acuerdo a estudio liderado por el Dr. Jorge Avaria-Llautureo (CEAZA). El especialista explica que el metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que permite a los organismos mantenerse vivos y, a su vez, es la fuente primaria de generación de calor corporal.
“Estas reacciones transforman el alimento en energía disponible para la actividad y mantención celular, así como para la síntesis de biomoléculas y tejidos. Sin embargo, parte de la energía contenida en los alimentos también es liberada en forma de calor, lo que sumado a un sistema de termorregulación, permite mantener la temperatura corporal en niveles sobre los 30 ºC”, indica. (ver Figura 1).
“Debido a que la cantidad de alimento en los ambientes es limitada y muchas veces escasa, y además que disminuciones de la temperatura ambiental demandan elevaciones de la tasa metabólica con el fin de compensar el aumento de la perdida de calor al ambiente, por mucho tiempo se ha pensado que la variación de la tasa metabólica jugó un rol fundamental en el proceso de colonización y adaptación a la multitud de ambientes térmicos en la Tierra”, detalla el investigador del Laboratorio de Paleobiología (Paleolab).
El científico agrega que existen otros factores que influyen en el gasto energético o tasa metabólica, por lo que es de suma importancia considerarlos al estudiar la evolución del metabolismo. “Por ejemplo, la masa corporal determina la cantidad de tejido a mantener. También es muy importante la misma temperatura corporal porque define en cierta medida la rapidez a la cual ocurren las reacciones químicas”.
Alimento y temperatura
Existe evidencia científica que confirma que la disminución del gasto energético, en aves y mamíferos, es un factor clave en la adaptación a escasez de alimento y ambientes fríos, pero solo en el presente.
“Por ejemplo, el lémur de Madagascar (Cheirogaleus medius) disminuye significativamente su tasa metabólica durante estaciones secas y frías, cuando la disponibilidad de alimentos es baja. Esta estrategia también se manifiesta en la yaca chilena (Thylamys elegans), la que reduce su metabolismo ante ausencia de alimento y bajas en la temperatura ambiental”, precisa el investigador CEAZA.
Además, explica que aves y mamíferos pueden responder mediante aumentos en la tasa metabólica ante ambientes fríos, siempre y cuando exista alimento suficiente para sustentar esta elevación metabólica. Esta estrategia aumenta la generación de calor corporal y por lo tanto, permite mantener la temperatura corporal constante cuando los organismos pierden más calor en ambientes fríos. Un ejemplo es el zorro ártico (Vulpes lagopus), cuya tasa metabólica es en promedio más alta que la de otros mamíferos que habitan ambientes más cálidos.
Adaptación metabólica ante el cambio climático histórico
La investigación abordó 160 millones de años aproximadamente, desde la era de los dinosaurios al presente. En este lapso de tiempo, los mamíferos se adaptaron al enfriamiento de la Tierra mediante la evolución de sus tasas metabólicas. “Sin embargo, esta respuesta no se observó en aves. Esta diferencia podría ser explicada por el hecho de que la plumas son mucho más eficientes reteniendo el calor que el pelaje en ambientes fríos”, explica Avaria.
Los mamíferos de adaptaron a épocas más frías mediante cambios rápidos en su tasa metabólica, algunas especies elevando su metabolismo y otras disminuyéndolo. “El hecho de que solo algunas especies hayan respondido aumentando su tasa metabólica probablemente se debe a que no todos los ambientes del pasado tuvieron la disponibilidad de alimento suficiente que permita el aumento sostenido”.
El investigador explica que tales cambios abruptos fueron mucho más allá de los cambios esperados de la temperatura corporal. “Varias teorías (incluyendo la Teoría Metabólica de la Ecología) predicen que el metabolismo y la temperatura corporal deberían cambiar en conjunto, debido que el metabolismo es la fuente primaria de calor y la temperatura corporal define la rapidez a la que ocurren las reacciones químicas como el metabolismo. Sin embargo, los resultados demuestran que el metabolismo puede “escapar” de esta dependencia de la temperatura corporal, evolucionando rápidamente según las circunstancias que los organismos enfrentan en su entorno”.