Cómo respiran los mamíferos acuáticos

Especial para EL DIA de National Geographic

Imaginemos retener la respiración mientras perseguimos un calamar gigante (Architeuthis dux)- monstruos de muchos tentáculos y ventosas forradas de dientes- en medio de las aguas heladas y de noche. Sería difícil para cualquiera, sin embargo el cachalote (Physeter macrocephalus) lo hace todo el tiempo.

La habilidad de sumergirse durante largo rato es una característica que los mamíferos marinos y acuáticos han desarrollado a lo largo de millones de años. Los mamíferos que bucean desaceleran su ritmo cardíaco, dejan de respirar, y desvían el flujo de sangre de sus extremidades al cerebro, corazón, y músculos cuando empiezan una inmersión.

Pero los campeones son los elefantes marinos, que pueden contener la respiración durante aproximadamente dos horas. “Quedó demostrado que pueden recurrir a depósitos de oxígeno internos cuando se sumergen”, explicó Michael Berenbrink, un zoólogo de la Universidad de Liverpool,Inglaterra, que se especializa en el funcionamiento de los animales.

PROTEINAS

Pero pasaba otra cosa en el organismo de estos animales que hasta ahora los investigadores no habían descubierto.

En un estudio publicado en Science se anuncia que los mamíferos que bucean- como ballenas, focas, nutrias, e incluso las ratas almizcleras- tienen en sus músculos proteínas de carga positiva que enlazan oxígeno llamadas mioglobinas.

Esta característica positiva le permite al animal almacenar mucha más mioglobina en su cuerpo que otros mamíferos, como los humanos, y así los mamíferos que bucean pueden tener mayores reservas de oxígeno para usar cuando nadan bajo el agua.

¿Por qué es importante? Reunir demasiadas proteínas puede ser problemático, explicó Berenbrink, coautor del estudio, porque se aglutinan cuando están demasiado juntas.

“Esto puede provocar serios desastres,“ agregó. En el hombre, puede ocasionar enfermedades como la diabetes o el Alzheimer.

Pero la mioglobina está diez veces más concentrada en los músculos de los mamíferos que bucean que en los músculos del hombre.

Como las cargas se repelen entre sí- como sucede si intentamos juntar las puntas de dos imanes con la misma carga- el hecho de tener mioglobina de carga positiva impide que las proteínas se agrupen.

CARGA POSITIVA

Berenbrink y sus colegas encontraron carga positiva en la mioglobina de todos los mamíferos que bucean que examinaron, aunque algunos tenían cargas positivas más grandes que otros.

Este estudio ofrece un buen ejemplo de evolución convergente- en la que distintos linajes que viven en ambientes similares desarrollan la misma respuesta a un problema común, según explicó Randall Davis, un biólogo que estudia la fisiología y el comportamiento de aves y mamíferos marinos en la Texas A&M University de Galveston que no participó del estudio.

“Y echa luz sobre los orígenes de la mioglobina y su rol en la extensión del período de retención de aire en los mamíferos acuáticos”.

CONTROVERSIAS

“Desatará controversias, pero al mismo tiempo estimulará más investigaciones, y eso me gusta”, agregó Jerry Kooyman, fisiólogo animal de la Scripps Institution of Oceanography de San Diego, que no participó del estudio.

Kooyman advierte que parte de lo que se sabe del comportamiento de buceo, como la duración de la inmersión, se basa en pequeñas muestras. Así que los investigadores deben ser cuidadosos al intentar establecer conexiones entre la capacidad de bucear y la cantidad de mioglobina que puede tener una especie.

EN EL HOMBRE

Berenbrink ahora espera estudiar la mioglobina en el hombre en sociedades con una historia de buceo para determinar si muestran cambios similares en sus proteínas.

“Hay grupos étnicos alrededor del mundo que han dependido del buceo para conseguir alimentos. Algunos de esos seres humanos pueden permanecer bajo el agua durante un tiempo prolongado”, agregó.