¿Cómo pasan el invierno algunos animales ?

Al entrar en letargo y disminuir la temperatura corporal hasta cerca de los 0ºC, los micromamíferos ahorran hasta el 88% de energía que gastarían en sobrevivir al invierno

Cuando llega el invierno muchos animales tienen que buscar soluciones para enfrentarse a las bajas temperaturas y escasas horas de luz. Los mecanismos adoptados frente a estos problemas son varios, y a pesar de que muchos individuos comparten condiciones de vida semejantes, escogen estrategias de supervivencia muy diferentes Todavía no se ha podido dar una explicación convincente frente a este hecho, y no sabemos el por qué algunos animales optan por una solución y otros por otra.

En algunos casos, como es el de muchas aves, emigran a zonas donde las condiciones de vida les son más favorables; otros animales, de hábitos terretres, eluden el problema buscando refugios o madrigueras cálidas donde hibernar, ya sea en escondites excavados en el suelo bajo el horizonte helado o congregándose numerosos individuos en cubículos subterráneos; y si son acuáticos, muchos de ellos se esconden en el fondo de estanques o lagos siempre que no se hielen por completo.

Pero ¿qué les pasa a muchos animales ectotermos que no pueden regular su temperatura corporal y se ven expuestos en ambientes donde el termómetro registra valores inferiores al punto de congelación de sus líquidos corporales? Este sería el caso de muchos invertebrados intermareales de zonas marinas septentrionales, o el de muchos artrópodos (insectos, arañas...), anfibios y reptiles, que tienen que adoptar mecanismos que les permitan sobrevivir frente a la bajada de temperaturas.

Epiblema scudderiana

Algunos sufren cambios bioquímicos en su cuerpo, permitiendo el sobreenfriamiento de su medio interno, es decir, permitiendo que los líquidos extracelulares puedan enfriarse por debajo de su punto de congelación original, manteniéndose en estado líquido. En otros casos, simplemente se congelan. Cuando se adopta esta solución, los cristales de hielo no pueden nunca crecer en el interior de las células, porque si ocurriera esto, las estructuras internas de las mismas se romperían vertiendo su contenido y sobreveviniendo la muerte celular.

¿Cómo lo consiguen? ¿Cuáles son los mecanismos bioquímicos que permiten que animales sin capacidad para regular su temperatura corporal puedan soportar valores muy inferiores a 0ºC ? Al ser el medio interno un conjunto de soluciones acuosas, permite mantenerse en estado líquido por debajo de su punto de congelación cuando se lleva a cabo su sobreenfriamiento de una forma controlada. El problema está en que el sobreenfriamiento llevado a cabo de esta manera es muy inestable y pronto aparecerían cristales de hielo. Además, este hecho se ve agravado por la presencia de nucleadores en todos los líquidos; es decir, fragmentos de estructuras celulares, partículas alimentícias, bacterias etc, que fomentan y facilitan el crecimiento de cristales de hielo. Por ello, la solución a la presencia de nucleadores pasa por eliminarlos o por impedir que actúen como tales.

Aquellos animales que evitan la congelación y mantienen su actividad a pesar de las bajas temperaturas de su habitat, como es el caso de muchos peces de zonas polares o artrópodos que se mantienen activos bajo el manto de nieve invernal, adoptan por la solución de presentar proteínas anticongelantes en sus fluidos, que unidas a los cristales de hielo recién formados, impiden el crecimiento de los mismos. En otros casos, cuando se requiere un sobrenfriamiento mayor debido a la crudeza de las temperaturas, se añaden determinados azúcares a los líquidos, provocando que algunos de los animales que portan esta protección, puedan llegar a soportar valores por debajo de los -38ºC (Epiblema scudderiana. Sus orugas presentan, en pleno invierno, un 40% de glicerol en sus líquidos corporales. Esta cantidad de anticongelante le permite que se sobreenfríe hasta los -38ºC)

Pero hay muchos animales que eligen la congelación; en estos casos, la formación y velocidad de crecimiento de los cristales de hielo debe de estar controlada, y con esa finalidad utilizan nucleadores que acumulan durante los meses otoñales; su síntesis y concentración viene dada por el fotoperiodo bajo control hormonal. Cuando se lleva a cabo de esta manera, el crecimiento de los pequeños cristales se realiza lentamente, pudiendo ajustarse el ritmo metabólico de las células a los cambios que conlleva la congelación. Si no existiera un mecanismo que impidiera la recristalización, y por lo tanto el aumento del tamaño de los cristalitos, los animales podrían sufrir daños físicos en los pequeños y delicados espacios por donde tienen que circular los líquidos corporales. Este mecanismo existe, y se sabe que aquellos individuos que presentan proteínas nucleadoras que inician el crecimiento de los cristales de hielo, también presentan proteínas anticongelantes que unidas a las superficie de los cristales recién formados, impiden que estos continúen creciendo.

Los cambios sufridos en el medio extracelular nunca pueden suponer daños a las estructuras y funciones celulares. Las celulas tienen que adaptarse al aumento de concentración al que progresivamente se ven sometidas por el hecho de que el crecimiento de los cristales de hielo, en su medio externo, expulsa los solutos en el momento de formarse. Las células en un intento de equilibrar su concentración interna con el medio que las rodea, intercambian agua y solutos a través de sus membranas.

Por tanto un problema añadido, es el de las posibles lesiones o roturas en la membrana celular debido a su compresión al disminuir el volumen de la célula cuando esta pierde agua. Para evitar esto, los animales utilizan los llamados crioprotectores de membrana y coligativos; determinados azúcares y aminoácidos que pueden utilizarse con ese fin unidos a los lípidos que componen las membranas, aumentando su superficie y evitando así su rotura cuando la célula se comprime. O bien, permitiendo valores de sobreenfriamiento grandes debido a su concentración. Se comprobó que, también, estas sustancias son acumuladas durante los meses previos a la bajada de las temperaturas.

Los animales que se congelan , deben de reducir su tasa metabólica a valores muy bajos, ya que a traves de la sangre y fluidos, las células no pueden captar el oxígeno y otros nutrientes, o deshacerse de productos finales de su metabolismo. La escasa energía (ATP) que necesitan, la extraen mediante fermentación de la glucosa que almacenaron en épocas previas a la congelación y, que en estos casos, es suficiente para mantener vivas a las células.

Los mamíferos que hibernan, al entrar en el estado de letargo, rebajan su temperatura corporal hasta valores próximos a los 0ºC, reduciendo, como los que optan por la congelación, su tasa metabólica y ahorrando, de esta manera, una gran cantidad de energía.

RANITA ARBOREA GRIS: se congela bajo el manto de nieve invernal (-8ºC). Cuando está congelada, sus pigmentos dérmicos cambian tornándose azules

Las estrategias adoptadas frente a las condiciones adversas del invierno son variadas, pero podemos concluir que muchos de ellos pueden mantenerse activos cuando sufren cambios bioquímicos significativos en su medio interno, y lo mismo podría decirse de aquellos que llegan a congelarse. Tanto si se congelan como si no lo hacen, pero se aletargan, es obligado que su tasa metabólica se reduzca a valores mínimos, limitando al máximo sus funciones vitales con el fin de evitar la pérdida de la escasa energía de la que disponen y que no pueden conseguir debido a las condiciones a las que se ven expuestos.

Fuente: https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/suscripcion?gclid=CjwKCAjw39reBRBJEiwAO1m0OSgPJYfjEzsTcfiqc9ZbSKdPmZ5-uU_1QhCtLfPS9z5lGNwaNNSzuhoCWUEQAvD_BwE