respirar o no respirar, esa es la pregunta.
¿Qué pasaría si estuvieras sumergido en un estanque donde la temperatura del agua rondara justo por encima del punto de congelación y la superficie estuviera cubierta por una tapa de hielo durante 100 días?
bueno, obviamente morirías.
y eso es porque no eres tan genial como una tortuga. Y por cool no quiero decir simplemente increíble, quiero decir literalmente cool, como en frío. Además, no puedes respirar por el trasero.,
pero las tortugas pueden, que es solo una de las muchas razones por las que las tortugas son realmente increíbles.
el clima frío disminuye
como un ectotherm — un animal que depende de una fuente externa de calor — la temperatura corporal de una tortuga rastrea la de su entorno. Si el agua del estanque es de 1℃, también lo es el cuerpo de la tortuga.
Pero las tortugas tienen pulmones y respiran aire. Entonces, ¿cómo es posible que sobrevivan en un estanque helado con una tapa de hielo que les impide salir a tomar aire? La respuesta está en la relación entre la temperatura corporal y el metabolismo.,
una tortuga fría en agua fría tiene un metabolismo lento. Cuanto más frío se pone, más lento es su metabolismo, lo que se traduce en menores demandas de energía y oxígeno.
cuando las tortugas hibernan, dependen de la energía almacenada y absorben oxígeno del agua del estanque moviéndolo a través de las superficies del cuerpo que están llenas de vasos sanguíneos. De esta manera, pueden obtener suficiente oxígeno para satisfacer sus necesidades mínimas sin usar sus pulmones. Las tortugas tienen un área que está especialmente bien vascularizada-sus culos.
Mira, no estaba bromeando, las tortugas realmente pueden respirar a través de sus traseros., (El término técnico es respiración cloacal.)
de Fotos por Flickr usuario Clarissa Peterson
No se ha congelado, frío
no Somos tortugas. Somos endotermas-costosos hornos de calor metabólico – que necesitan alimentar constantemente nuestros cuerpos con alimentos para generar calor corporal y mantener una temperatura constante para mantenerse vivos y bien.
cuando hace frío, nos apilamos en la ropa para atrapar el calor metabólico y mantenernos calientes. Nunca podríamos recoger suficiente oxígeno a través de nuestras superficies vascularizadas, aparte de nuestros pulmones, para abastecer la alta demanda de nuestros hornos metabólicos.,
para los humanos, un cambio en la temperatura corporal es un signo de enfermedad, de que algo está mal. Cuando la temperatura corporal de una tortuga cambia, es simplemente porque el ambiente se ha vuelto más cálido o más frío.
pero incluso los ectotermos tienen sus límites. Con muy pocas excepciones (por ejemplo, las tortugas de caja), las tortugas adultas no pueden sobrevivir a temperaturas bajo cero; no pueden sobrevivir teniendo cristales de hielo en sus cuerpos. Esta es la razón por la que las tortugas de agua dulce hibernan en el agua, donde su temperatura corporal permanece relativamente estable y no bajará de cero.,
el agua actúa como un amortiguador de temperatura; tiene un calor específico alto, lo que significa que se necesita mucha energía para cambiar la temperatura del agua. Las temperaturas del agua del estanque permanecen bastante estables durante el invierno y un ectotherm sentado en esa agua tendrá una temperatura corporal similar estable. El aire, por otro lado, tiene un calor específico bajo por lo que su temperatura fluctúa, y se pone demasiado frío para la supervivencia de la tortuga.
calambres musculares
un estanque cubierto de hielo presenta dos problemas para las tortugas: no pueden salir a la superficie para respirar, y poco oxígeno Nuevo entra en el agua., Además de eso, hay otras criaturas en el estanque que consumen el oxígeno que producían las plantas acuáticas durante el verano.
durante el invierno, a medida que se agota el oxígeno, el estanque se vuelve hipóxico (bajo contenido de oxígeno) o anóxico (Agotado de oxígeno). Algunas tortugas pueden manejar agua con bajo contenido de oxígeno, Otras no.
Las tortugas que rompen y las tortugas pintadas toleran esta situación estresante cambiando su metabolismo a uno que no requiere oxígeno., Esta capacidad es sorprendente, pero puede ser peligrosa, incluso letal, si se prolonga demasiado tiempo, porque los ácidos se acumulan en sus tejidos como resultado de este cambio metabólico.
Pero ¿cuánto tiempo es «demasiado»? Tanto las tortugas que rompen como las tortugas pintadas pueden sobrevivir a la inmersión forzada a temperaturas de agua fría en el laboratorio durante más de 100 días. Las tortugas pintadas son los reyes de la tolerancia a la anoxia. Movilizan el calcio de sus caparazones para neutralizar el ácido, de la misma manera que tomamos antiácidos que contienen calcio para la acidez estomacal.,
en la primavera, cuando las tortugas anaeróbicas emergen de la hibernación, son básicamente un gran calambre muscular. Es como cuando vas a correr duro: tu cuerpo cambia al metabolismo anaeróbico, el ácido láctico se acumula y te da un calambre. Las tortugas están desesperadas por tomar el sol para aumentar su temperatura corporal, para encender su metabolismo y eliminar estos subproductos ácidos.
y es difícil moverse cuando están tan calambres, haciéndolos vulnerables a los depredadores y otros peligros. La emergencia primaveral puede ser un momento peligroso para estas tortugas letárgicas.,
seguimiento de tortugas en clima frío
los biólogos de campo tienden a hacer su investigación durante la primavera y el verano, cuando los animales están más activos. Pero en Ontario, donde los inviernos son largos, muchas especies de tortugas permanecen inactivas durante la mitad de sus vidas.
entender lo que hacen y necesitan durante el invierno es esencial para su conservación y protección del hábitat, especialmente dado que dos tercios de las especies de tortugas están en riesgo de extinción.
mi grupo de investigación ha monitoreado varias especies de tortugas de agua dulce durante su hibernación., Colocamos pequeños dispositivos en las conchas de las tortugas que miden la temperatura y nos permiten seguirlas bajo el hielo.
hemos encontrado que todas las especies eligen hibernar en lugares de humedales que flotan justo por encima de la congelación, que se mueven bajo el hielo, hibernan en grupos y regresan a los mismos lugares invierno tras invierno.
a pesar de todo este trabajo, todavía sabemos muy poco sobre esta parte de la vida de las tortugas.
entonces, hago lo que cualquier biólogo comprometido haría: envío a mis estudiantes a hacer investigación de campo a -25℃. No estamos restringidos a la biología del buen tiempo aquí.,
además, hay una belleza sin igual en un paisaje invernal Canadiense, especialmente cuando imaginas todas esas increíbles tortugas bajo el hielo, respirando a través de sus traseros.
Jacqueline Litzgus es profesora en el Departamento de Biología de la Universidad Laurentiana. Este artículo fue publicado originalmente en la conversación en Nov. 21, 2017. Lea el artículo original.