Para dar seguimiento a nuestra serie de adaptaciones de ballenas, esta entrada de blog se centrará en cómo las ballenas, como mamíferos de sangre caliente, pueden mantenerse calientes mientras viven en el agua, especialmente en ambientes de agua fría. Al igual que nosotros, las ballenas son mamíferos y mantienen una temperatura corporal interna estable independientemente de su entorno. De hecho, su temperatura corporal está cerca de la nuestra, variando de unos 97 a 100 grados. Sin embargo, el agua aleja el calor del cuerpo 24.5 veces más rápido que el aire, lo que hace que la pérdida de calor sea un gran problema para cualquier mamífero que pase tiempo en el agua. Esta es la razón por la que nos sentimos más fríos en el agua, y por la que podemos tolerar temperaturas del aire más frías que las temperaturas del agua.
Para reducir la pérdida de calor, las ballenas tienen tres adaptaciones principales: reducir la relación entre el área de superficie del cuerpo y el volumen, usar su gruesa capa de grasa como aislante y retener el calor a través del intercambio de calor a contracorriente.
Es importante que las ballenas tengan una superficie baja en relación con su volumen corporal total. Creo que las imágenes podrían ayudar a explicar esto mejor:
Claramente, los ratones y los elefantes tienen tamaños corporales muy diferentes y volúmenes corporales muy diferentes, la cantidad de espacio ocupado por su materia corporal. Pero lo que me gustaría ilustrar es que, en relación con su tamaño, el ratón tiene una superficie mucho más alta donde el calor podría perderse en el entorno externo. Si ambos animales estuvieran expuestos al clima frío, ambos perderían calor en el medio ambiente. El ratón, sin embargo, perdería calor mucho más rápido, ya que un mayor porcentaje de su volumen corporal total está expuesto a la superficie. Para preservar el calor, es más beneficioso tener un volumen mayor en comparación con la superficie de su cuerpo, por lo que hay menos oportunidades de pérdida de calor. Esto ayuda a explicar por qué los mamíferos marinos tienden a ser tan grandes, ya que es beneficioso para ellos tener la superficie relativa más pequeña en contacto con el agua. Y es más fácil para las ballenas alcanzar tamaños grandes porque no tienen que lidiar con todos los efectos de la gravedad como los mamíferos terrestres.
La segunda forma en que las ballenas se mantienen calientes es la grasa. Aunque el pelaje es un buen aislante para los mamíferos terrestres, no sería tan exitoso para las ballenas por un par de razones. La piel funciona como aislante porque atrapa una capa aislante de aire: sin embargo, la presión atmosférica debajo de las aguas superficiales hace que el aire se comprima y pierda su poder aislante. Por lo tanto, las ballenas no tienen un abrigo de piel protector como muchos mamíferos terrestres, focas y osos polares, y en su lugar dependen de su gruesa grasa para aislar sus cuerpos en agua fría. Esta grasa permite una superficie externa muy lisa, reduciendo también el arrastre hidrodinámico. Otra forma en que las ballenas reducen tanto la pérdida de calor como el arrastre es internalizando sus genitales, en lugar de ser externos como la mayoría de los mamíferos terrestres.
La gruesa capa de grasa no solo mantiene el calor en el interior del cuerpo, sino que la capa de piel más externa se enfría a la misma temperatura del agua circundante para reducir aún más la pérdida de calor a través de la conducción. El grosor de la capa de grasa varía según las especies y la época del año: por ejemplo, las ballenas jorobadas generalmente tienen capas de grasa alrededor de 6 pulgadas de espesor, mientras que después de su temporada de alimentación, las ballenas francas pueden tener una capa de grasa de hasta 50 cm de espesor. Las capas de grasa más gruesas también hacen que ciertas especies sean más flotantes. De hecho, de ahí viene el nombre de «ballena franca»; son tan flotantes que incluso flotan cuando están muertos y durante los días de caza de ballenas se consideraban la ballena» adecuada » para matar. Uno de los efectos secundarios de ser flotantes es que estas ballenas normalmente levantan sus aletas fuera del agua más a menudo cuando bucean porque necesitan la ayuda adicional para propulsarse hacia la columna de agua. Las ballenas más aerodinámicas, como los aletas o los visones, tienen capas de grasa de solo varias pulgadas de grosor y rara vez necesitan elevarse al bucear.
Pero esto es solo un lado de la historia, y si las ballenas se sobrecalientan porque nadan rápido, son activas en la superficie, están embarazadas o están en aguas más cálidas. Las ballenas no tienen glándulas sebáceas y no pueden sudar como nosotros para refrescarse, por lo que necesitan una estrategia diferente para ser capaces de arrojar el exceso de calor…y para arrojar calor, debe haber una forma de evitar la capa de grasa. Así, mientras que la capa de grasa proporciona un gran aislamiento para la mayoría del cuerpo de las ballenas, hay ciertas áreas llamadas ventanas térmicas que carecen de grasa y no están bien aisladas. Estas áreas incluyen aletas, aletas dorsales y sus aletas, cada una relativamente delgada y altamente vascularizada. Todavía no estamos del todo seguros de cuáles son todos los propósitos de la aleta dorsal porque algunas ballenas carecen de ella por completo, pero creemos que estas ventanas térmicas a veces funcionan como una forma de que las ballenas arrojen el exceso de calor.
Si bien las ventanas térmicas son grandes oportunidades para que las ballenas arrojen calor si se sobrecalientan, no siempre quieren perder calor al medio ambiente. Uno de los problemas con estas áreas es que la sangre que regresa de ellas está fría y podría provocar un shock frío en el corazón. Esto se evita con otra gran adaptación: un sistema llamado intercambio de calor a contracorriente. Las arterias y venas de estos tejidos están muy juntas, pero la sangre fluye en diferentes direcciones, lo que permite que el calor se transfiera a través de las membranas. Por lo tanto, el calor de la sangre caliente que sale del corazón calentará la sangre fría que se dirige de regreso al corazón desde las extremidades. Esto significa que el corazón siempre se bombea con sangre caliente y disminuye el calor perdido en el agua en esas ventanas térmicas.
Las ballenas también tienen este intercambio de calor a contracorriente en la paleta suave de sus bocas (ese es el rosado en el techo de la mandíbula superior). Cuando las ballenas barbadas están en sus zonas de alimentación de agua fría, pasan al menos la mitad del tiempo con la boca abierta, una gran pérdida de calor potencial. Este sistema ayuda a garantizar que no pierdan demasiado calor en su entorno y mantiene la sangre caliente que regresa al cerebro y al corazón. Es evidente que se requiere mucha regulación para mantener este complicado proceso, lo que hace que las ballenas sean extremadamente únicas a la hora de regular su temperatura corporal.
