El calor corporal limita el alcance de los animales itinerantes

Un antepasado extinto del zorro ártico vivió hace unos 3 millones de años; su hábitat estaba restringido a las gélidas regiones de la meseta tibetana. Pero un período glacial posterior provocó una gran migración, y estos zorros se extendieron a las latitudes del norte donde se encuentran actualmente. A medida que la Tierra se calienta, los zorros árticos, así como muchas otras especies, pueden volver a tener que recorrer largas distancias en respuesta al cambio climático. Ahora Alexander Dyer del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad y la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, y sus colegas investigaron las limitaciones físicas en las habilidades de locomoción de los animales. Su nueva idea es que la disipación de calor debe considerarse junto con la mecánica corporal para determinar las velocidades a las que los animales pueden moverse cómodamente. [1]. Sus resultados indican que los requisitos de gestión del calor limitan los movimientos de los animales grandes y, por lo tanto, los hacen más vulnerables al cambio climático y la disminución de los recursos.

Muchos estudios han analizado las relaciones entre el tamaño de un organismo y sus capacidades de locomoción. El trabajo anterior reveló, por ejemplo, una ley de escala global que relaciona la velocidad máxima de un animal con su masa corporal. Este tipo de análisis utiliza un modelo mecánico que incluye la longitud característica de los apéndices del animal relacionados con la locomoción (patas, alas o aletas, según el modo de locomoción). Luego, esta longitud se relaciona con la masa del animal al estimar su tamaño y densidad. El resultado final es una ecuación en la que la velocidad aumenta a medida que la masa aumenta a una fuerza entre +1/6 y +1/3. Este exponente es modesto, pero significa que los animales grandes deben viajar rutinariamente a velocidades más rápidas que las utilizadas por los animales más pequeños.

Sin embargo, el hecho de que un animal tenga la capacidad mecánica de viajar a cierta velocidad no significa que su cuerpo pueda mantener esa velocidad durante mucho tiempo. Dyer y sus colegas se dieron cuenta de que uno de los factores que limitaban el movimiento de los animales era el riesgo de sobrecalentamiento. La necesidad del animal de deshacerse del calor de sus músculos hará que haga una pausa para refrescarse o que se mueva a un ritmo más lento. En cualquier caso, la capacidad del animal para deambular disminuye. escalas de termogénesis por volumen; Pérdida de calor con el área superficial. Al calcular la velocidad de viaje promedio del animal, los investigadores demostraron que el requisito de disipación de calor se suma a un término competitivo medido por +1/3 de la fuerza de masa. En otras palabras, los animales grandes están más restringidos al calor que los animales pequeños.

Los animales reales no se ajustan exactamente a las simples leyes de tamaño. Por lo general, los investigadores extraen una gran muestra de datos de animales y luego ajustan un modelo. Dyer y sus colegas tomaron datos de otros estudios que informaron velocidades de viaje de animales en una amplia gama de masas de animales. Descubrieron que solo un modelo que incluía la disipación de calor podría explicar los valores observados. Su muestra de 532 especies incluía animales que caminan, nadan y vuelan e incluyen hormigas, elefantes, palmeras pequeñas, ballenas, colibríes y pelícanos. Para cada modo de transporte, las velocidades de viaje aumentaron con la masa hasta un valor máximo y luego comenzaron a disminuir para los animales más pesados, de acuerdo con el modelo del equipo.

El ecologista Dries Ponty de la Universidad de Ghent en Bélgica quedó impresionado por la simplicidad conceptual del análisis de Dyer y sus colegas y su capacidad para adaptarse a una amplia gama de datos. También señala que las especies grandes se encuentran entre las más raras debido al espacio que necesitan y su lento ritmo de reproducción. Los nuevos hallazgos muestran que reducir su velocidad de dispersión duplica su vulnerabilidad al cambio climático, dice.

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Charles Day es editor sénior en Diario de física.

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