Por qué tenemos sangre caliente y qué ventajas tiene sobre la sangre fría

Una serpiente recién despierta puede tener la sangre fría, pero después de tomar sol un rato, puede terminar más caliente que muchos mamíferos. Como dice Leal, “frío es relativo: si agarras una lagartija en el desierto, vas a decir que está más caliente que tú. En ese sentido, el de sangre fría serías tú”.

Curiosamente, la expresión nació de la Teoría de los Humores, ideada por médicos de la Antigua Grecia como Hipócrates y Galeno, que dominó la ciencia hasta el siglo XVII.

Para los médicos antiguos, los fluidos del cuerpo (humores) controlaban el carácter.

La sangre era considerada el elemento caliente e ígneo por excelencia. Se creía que cuando alguien se enfurecía, se enamoraba o se asustaba, su sangre se calentaba de forma literal y empezaba a hervir en el corazón. De ahí nos quedaron frases como “me hierve la sangre”.

Hacia finales del siglo XVI y principios del XVII, los escritores empezaron a usar esta lógica médica para describir el comportamiento humano.

Así que la metáfora es más vieja que el término biológico.

La gente ya decía que un asesino actuaba “a sangre fría” (en el siglo XVII) mucho antes de que los científicos del siglo XVIII y XIX empezaran a clasificar formalmente a los reptiles y anfíbios como “animales de sangre fría”.

Ahora, todos los animales empezamos siendo ectotermos, pues descendemos de peces que, sin excepción, lo son.

“La diferencia surgió cuando algunos animales desarrollaron plumas o pelo, y eso les permitió empezar a mantener la temperatura corporal. Es entonces cuando aparecen los endotermos”.

Estos siguen siendo la minoría: la mayoría de los animales del planeta son de sangre fría.

Tras millones de años de evolución, las cosas son un poco más complicadas. De hecho, los humanos somos prácticamente lampiños. Entonces, ¿cómo nos las arreglamos para mantenernos calientes?

“Como mamíferos, generamos mucho calor interno solo por estar vivos, por la actividad metabólica”, cuenta Simon Hodder, director del Centro de Investigación en Ergonomía Ambiental de la Universidad de Loughborough, Reino Unido.

“Puedes pensarlo como un sistema de calefacción central inteligente: nos ayuda cuando tenemos frío, pero también nos ayuda a perder calor cuando tenemos demasiado calor”.

En lugar de agua corriendo por caños, tenemos sangre corriendo por venas. “La sangre circula por el cuerpo, lleva calor a las extremidades y trae sangre fría de vuelta. Incluso durmiendo, sin hacer ningún esfuerzo, seguimos generando calor: es menos, pero tenemos que mantener esos 37 grados”.

¿Y por qué justamente 37 grados? La respuesta tiene que ver con química.

Las enzimas -las proteínas que ejecutan las reacciones dentro de las células- trabajan a su máxima eficiencia alrededor de esa temperatura. Por debajo, las reacciones se vuelven demasiado lentas para sostener a un animal activo y de sangre caliente. Por encima, esas mismas proteínas empiezan a perder su forma, el metabolismo se descontrola y los tejidos se dañan: por eso una fiebre alta es tan peligrosa.

Para mantener esa temperatura óptima, cuando hace calor, el cuerpo manda más sangre hacia la piel para perder temperatura: es la vasodilatación.

“Normalmente tienes una temperatura central de 37 grados y una temperatura de piel de alrededor de 33. Por eso pensamos que 25 grados es una temperatura cómoda: hay un gradiente entre 33 y 25, y perdemos calor fácilmente hacia el ambiente”, explica Hodder.

Cuando ese gradiente se achica -como en una ola de calor, con el aire por encima de los 33 grados-, entra en juego el sudor: “el sudor se evapora de la piel y eso la vuelve a enfriar”.

Con el frío pasa lo contrario. La piel detecta que baja la temperatura y dispara una respuesta de conservación: se cierra el flujo de sangre hacia la periferia, la vasoconstricción, para proteger los órganos centrales, como el corazón, los pulmones, el hígado y el cerebro.

¿Y quién dirige toda esta orquesta? El hipotálamo, una región del cerebro que funciona como el termostato del cuerpo. Recibe información constante de sensores de temperatura en la piel, con eso, decide si transpirar, tiritar, dilatar o contraer los vasos sanguíneos.

Así funcionamos los humanos, pero no todos los animales son como nosotros.

Algunos endotermos son heterotermos: su temperatura corporal no es siempre estable.

Los colibríes, por ejemplo, bajan drásticamente su metabolismo y temperatura por la noche para sobrevivir sin comer mientras descansan.

Otros animales hibernan, para atravesar el invierno sin tener que salir a buscar comida, quemando sus reservas de grasa lentamente hasta que llega el momento de despertar.

Los animales de sangre fría, por su parte, se dejan mecer por el termómetro de su entorno.

Los hay de todo tipo: desde los que se asolean plácidamente, hasta los que viven siempre en zonas de sombra, y sus músculos y su cuerpo entero están adaptados para funcionar bien con temperaturas más bajas, o los que viven en el desierto y esperan a la noche para salir, cuando el calor acumulado durante el día se libera del suelo y pueden aprovecharlo.

Y si te estamos haciendo pensar en iguanas o serpientes, no olvides incluir a los insectos, pues la gran mayoría son ectotermos, aunque hay algunos que pueden generar calor y regular su temperatura, al menos durante ciertos momentos. Las abejas, por ejemplo, contraen los músculos de vuelo sin mover las alas, y así calientan la colonia.

Pero ¿cómo hacen para no sofocarse cuando hace mucho calor?

“Los insectos no tienen pulmones como nosotros, tienen otra forma de ventilación, y transpiran muy rápido, intercambian temperatura corporal, eso ayuda”, señala Leal.

“Además, un animal chico puede meterse al sol y calentarse, pero enseguida moverse a la sombra y enfriarse con la misma rapidez”.

La clave está en la relación entre superficie y volumen: los animales chicos tienen mucha superficie en proporción a su volumen, así que ganan calor rápido al sol y lo pierden igual de rápido en la sombra. Los animales grandes, al tener proporcionalmente menos superficie, tardan más en calentarse, pero también retienen el calor mucho más tiempo.

Nuestros antepasados peludos aprendieron a generar y conservar su propio calor corporal. Pero ¿qué ventaja les suponía eso? Porque, si la mayoría de las especies animales siguen siendo ectotermos, parecería que dejar que el entorno haga el trabajo tampoco es una mala estrategia.

Ser de sangre fría tiene un precio energético bajo. “Desde la perspectiva de una lagartija, puedes comer menos porque usas el ambiente para conseguir esa temperatura”, explica Leal.

“Su tasa metabólica, que normalmente se correlaciona con la cantidad de energía que necesitas, es significativamente menor que la tasa metabólica de un humano o de cualquier mamífero. Así que, en términos de consumo energético, es muy ventajoso no depender completamente de ti mismo para producir calor”.

Pero ser endotermo también tiene sus ventajas.

“La mayor ventaja es la independencia”, afirma Julia Nowack, ecofisióloga de la Universidad Liverpool John Moores, Inglaterra.

“Como nuestra temperatura corporal se mantiene bastante constante, nuestras enzimas, músculos y sistema nervioso funcionan cerca de su punto óptimo todo el tiempo. No tenemos que esperar a que salga el sol para movernos, para escapar de un depredador. Y podemos habitar climas fríos, algo que a un reptil o un anfibio le resulta mucho más difícil”.

Con todo y eso, ante la pregunta de qué elegiría ser, Leal no duda: “Si pudiera elegir, sería ectotermo”.

“Gran parte de la energía que consumimos los endotermos va solo a mantener nuestra temperatura corporal. Los ectotermos, en cambio, lo tienen más fácil si encuentran el lugar adecuado, como el Caribe, de donde yo vengo.

“Si yo pudiera vivir en Puerto Rico como un lagarto, podría estar activo todos los días sin tener que consumir tres o cuatro veces más energía solo para mantenerte caliente”.

* La serie CrowdScience de la BBC responde preguntas enviadas por oyentes de todo el mundo, consultando a especialistas que están en la vanguardia del conocimiento. Si deseas enviar una en inglés, haz clic aquí