Obtener suficiente oxígeno en el agua puede ser una tarea difícil. Mientras que los peces y muchos otros animales acuáticos toman aire directamente del agua a través de branquias, otros animales encuentran formas ingeniosas de arrastrar burbujas de aire desde la superficie o atrapar el aire alrededor de sus cuerpos. Pero otros lo hacen a la fuerza: aguantan la respiración para sumergirse, antes de salir a la superficie a buscar aire, y luego repiten este proceso una y otra vez.
Algunos de estos animales pueden permanecer sumergidos durante periodos de tiempo asombrosos. Pero ¿cuál de ellos puede contener la respiración durante más tiempo? ¿Y qué características le permiten hacerlo?
Si bien los tiempos de buceo pueden revelar cuánto tiempo suelen permanecer las especies bajo el agua, la duración puede variar dependiendo del motivo por el que permanecen sumergidas.
“Hay una diferencia entre sobrevivir bajo el agua (cuánto tiempo antes de morir) y contener la respiración (cuánto tiempo permanecen sumergidos voluntariamente)”, dijo a Live Science en un correo electrónico Wilco Verberk, profesor asociado de ecología en la Universidad Radboud en los Países Bajos.
Por ejemplo, algunos animales podrían quedar atrapados bajo el agua. Se observó que algunas hormigas sobrevivían varias horas al ser sumergidas a la fuerza, pero incluso las hormigas buceadoras especializadas no se sumergían voluntariamente durante más de un minuto, según explicó a Live Science Philip Matthews, profesor asociado de la Universidad de Columbia Británica que estudia la respiración de los insectos.
En segundo lugar, para que los animales contengan la respiración, necesitan pulmones, dijo John Spicer, un zoólogo marino de la Universidad de Plymouth en el Reino Unido. “Contener la respiración solo se aplica a los animales con pulmones e incluso a los animales con pulmones que no tienen branquias (como los peces pulmonados) y/o respiran a través de la piel (como las ranas)”, dijo Spicer a Live Science en un correo electrónico.
Las tortugas de agua dulce, como la tortuga de Blanding (Emydoidea blandingii), son las campeonas absolutas en cuanto a la permanencia de animales pulmonados bajo el agua. Estos reptiles practican la brumación —una forma de hibernación para reptiles— en el fondo de ríos y lagos durante el invierno y pueden permanecer bajo el agua durante meses, lo que les ayuda a sobrevivir cuando quedan atrapadas bajo una capa de hielo. Las tortugas son ectotérmicas, o de sangre fría, por lo que durante los períodos fríos su metabolismo se ralentiza, lo que les permite conservar más energía y consumir menos oxígeno.
“Muchas especies de tortugas de agua dulce, a medida que la temperatura ambiental disminuye, desconectan todo y pueden permanecer sumergidas literalmente durante meses”, dijo Spicer. “Si la brumación cuenta como contener la respiración, entonces las tortugas de agua dulce arrasan con el fondo del río/lago”.
Sin embargo, estas tortugas hacen trampa al tomar pequeñas cantidades de oxígeno del agua a través de sus traseros (o técnicamente, sus cloacas), que son aberturas multiusos que también se utilizan para la reproducción sexual y la puesta de huevos, además de expulsar desechos.
Cuanto más grande, mejor
El tamaño juega un papel crucial en el tiempo que un animal puede contener la respiración, dijo Verberk.
“El tamaño corporal es una característica clave, ya que los animales más grandes pueden contener la respiración durante más tiempo”, explicó Verberk. “Esto se debe a que las reservas de oxígeno tienden a ser mayores en los animales más grandes, también en relación con la velocidad a la que las agotan (los animales más grandes tienden a tener menores demandas de oxígeno específicas de masa)”.
Esto significa que la competencia por contener la respiración es entre grandes mamíferos y grandes ectotérmicos como cocodrilos y tortugas marinas, señaló. La inmersión récord de un mamífero la logró un zifio de Cuvier (Ziphius cavirostris), que permaneció sumergido durante 222 minutos, o 3,7 horas. Otros cetáceos también han realizado inmersiones impresionantes: la inmersión récord de un zifio de Arnoux (Berardius arnuxii) duró 153 minutos, y la de un cachalote (Physeter macrocephalus) 138 minutos, según el estudio de 2020 de Verberk, Spicer y su equipo.
Los cetáceos logran esta hazaña gracias a una serie de adaptaciones clave. Estas incluyen la disminución de su ritmo cardíaco y/o metabolismo; la redirección del flujo sanguíneo desde partes del cuerpo, desactivando temporalmente órganos como el hígado y los riñones; “y una buena capacidad de almacenamiento y liberación de oxígeno, desde y en las grandes cantidades de proteínas respiratorias presentes en los músculos (mioglobina) y la sangre (hemoglobina)”, explicó Spicer.
Además, estos animales pueden cambiar al metabolismo anaeróbico y generar energía sin utilizar oxígeno, añadió Spicer.
“Es muy ineficiente en la conversión de alimentos en energía, es lento al hacerlo y produce ácido láctico, un veneno, por lo que es una respuesta de emergencia para nosotros”, explicó Spicer. “Los mamíferos buceadores también recurren al metabolismo anaeróbico y generan lactato, pero parecen tolerarlo mejor y amortiguar el efecto de la acumulación de ácido”.
Los elefantes marinos (Mirounga angustirostris y Mirounga leonina) también han registrado inmersiones impresionantes de dos horas de duración. Sin embargo, esto no es habitual. Sólo ocurre cuando están cerca de depredadores, explicó Spicer.
Los ectotérmicos ganan
Si bien las ballenas triunfan como los mamíferos que bucean durante más tiempo y los endotermos, o animales de sangre caliente, los grandes ectotérmicos han registrado las inmersiones más duraderas de todas las especies. El cocodrilo de agua dulce (Crocodylus johnstoni) registró 402 minutos (6,7 horas) bajo el agua cuando percibió una amenaza cerca de la superficie. Sin embargo, el récord lo ostenta la tortuga boba (Caretta caretta), con una inmersión ganadora de aproximadamente 610 minutos (10,2 horas), según un estudio de 2007, mientras que otros estudios han registrado duraciones máximas de inmersión de 480 minutos (ocho horas). Estos ectotérmicos tienen muchas de las mismas adaptaciones para ahorrar oxígeno que los mamíferos, pero también pueden ahorrar energía al no necesitar calentarse.
“Sus gastos de funcionamiento pueden ser la mitad que los de un mamífero marino de tamaño similar, simplemente porque no utilizan medios fisiológicos para mantenerse calientes”, dijo Spicer. “Es el efecto de la temperatura en el metabolismo lo que marca la principal diferencia. Las tortugas laúd [Dermochelys coriacea] que conozco pueden bucear a mayor profundidad que la mayoría de las especies de ballenas. Y en aguas frías pueden reducir drásticamente su metabolismo… lo suficiente como para permanecer en el fondo marino durante horas o descansar en cuevas submarinas”, añadió.
Fuente: Live Science.
