2021-09-07 11:03:18

Las nutrias marinas se mantienen calientes gracias a las mitocondrias con fugas en sus músculos.

El mamífero más pequeño del océano no depende de la grasa ni de un cuerpo grande para mantenerse calentito.

Un nuevo estudio muestra cómo el alto metabolismo de las nutrias marinas adultas y bebés comienza a nivel celular.

https://www.sciencenews.org/article/sea-otter-warmth-mitochondria-muscle-metabolism-biology

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El secreto de las nutrias marinas para mantenerse calientes no está en grandes cantidades de grasa. Está en sus músculos.


Las fugas en las partes generadoras de energía de las células musculares ayudan a las nutrias a mantener un metabolismo en reposo tres veces más rápido de lo previsto para una criatura de su tamaño, informan los investigadores en la revista 9 de julio Science del . El hallazgo muestra cómo las nutrias enfrentan el desafío de mantenerse calientes en el mar , y también podría aplicarse a otros mamíferos marinos.


“Esto podría cambiar las reglas del juego en términos de cómo pensamos sobre la evolución de todos los mamíferos marinos, no solo de las nutrias marinas”, dice Terrie Williams, ecofisióloga de la Universidad de California en Santa Cruz, que no participó en el estudio. Para vivir en océanos fríos, los mamíferos deben haber desarrollado formas de regular su temperatura corporal en medio del frío. “Para mí, esta es probablemente una de las pruebas más claras que dice: 'Así es como lo hicieron'”, dice Williams.


Otros mamíferos marinos también tienen un metabolismo elevado para hacer frente al agua fría , pero también suelen depender de cuerpos grandes y grasa para mantenerse calentitos ( SN: 14/12/18 ). Las nutrias marinas son delgadas y compactas, los mamíferos más pequeños del océano, meciéndose como barriles peludos sobre las olas. Y las propiedades aislantes del pelaje de las nutrias marinas, el más denso del planeta, no pueden protegerlas por completo de la pérdida excesiva de calor. El agua transfiere calor 23 veces más eficientemente que el aire, y los cuerpos pequeños con mayor área de superficie en relación con su volumen pierden calor más rápido, incluso cuando están cubiertos de pelusa.


“Ser un mamífero marino de cuerpo pequeño en aguas frías presenta un verdadero desafío térmico”, dice Traver Wright, fisiólogo comparativo de la Universidad Texas A&M en College Station. Los científicos ya sabían que las nutrias marinas dependen de un metabolismo extremo para mantener, en promedio, una temperatura corporal de 37 ° Celsius, comiendo el 25 por ciento de su masa corporal en alimentos todos los días (SN: 13/6/14) . Pero los investigadores no entendieron los orígenes celulares de "ese metabolismo acelerado para la generación de calor", dice Wright.


Wright y sus colegas buscaron la fuente de calor en los músculos de las nutrias. El músculo esquelético constituye del 40 al 50 por ciento de la masa corporal de la mayoría de los mamíferos, por lo que afecta el metabolismo de todo el cuerpo. El equipo recolectó tejido de 21 nutrias marinas cautivas y salvajes, desde bebés hasta adultos. Luego, utilizando un dispositivo llamado respirómetro, los investigadores midieron la capacidad respiratoria de las células musculares de la nutria en diferentes estados de flujo de oxígeno en comparación con otros animales, incluidos los humanos, los perros de trineo Iditarod y los elefantes marinos. La tasa de flujo de oxígeno ofrece una medida indirecta de la producción de calor de las células.


Las fugas en las mitocondrias, la parte de las células que genera energía, generan calor adicional y provocan el metabolismo extremo de las nutrias marinas, encontraron los investigadores. El metabolismo describe cómo los alimentos se convierten en energía en las células. Las mitocondrias bombean protones a través de su membrana interna para almacenar energía que se puede utilizar para alimentar la célula. Pero si esos protones vuelven a filtrarse sobre la membrana antes de usarse para el trabajo, esa energía se pierde en forma de calor. Debido a que estas fugas de protones aumentan la cantidad de energía perdida en forma de calor, las nutrias necesitan comer más comida para compensar esa energía perdida, acelerando su metabolismo.


Otros mamíferos, incluidos los ratones extremadamente pequeños con un metabolismo elevado, también pueden generar calor de esta manera. Pero las nutrias marinas son mucho mejores en eso: estas fugas de protones representan aproximadamente el 40 por ciento de la capacidad respiratoria total de las células musculares de las nutrias, más alta que cualquier mamífero conocido, excepto esos pequeños ratones. Producir calor de esta manera ayuda a los animales a mantenerse cómodos en las aguas del Pacífico a 0 ° C. "Ese mensaje es fuerte y claro, y simplemente brillante", dice Williams.


La alta capacidad de fuga de las nutrias marinas "no es necesariamente lo que están corriendo todo el tiempo", dice Wright, pero probablemente se puede activar cuando las nutrias necesitan generar más calor. Los científicos aún no saben cómo las células de las nutrias activan y desactivan este proceso.


Las crías de nutria aún no tienen la masa muscular para mantenerse calientes a través de estas fugas, pero sus células musculares generan calor al ritmo de los adultos, hallaron los investigadores, lo que demuestra que la fuga de protones comienza temprano. Encontrar capacidades de fuga similares en nutrias salvajes y cautivas de diferentes edades sugiere que estas fugas son la "fuerza impulsora" detrás del metabolismo de las nutrias, dice Wright.


Aún no está claro si las nutrias heredan este rasgo o lo desarrollan con la exposición al agua fría. "No sabemos si esto es inherente", dice Wright, "o si es algo que aparece rápidamente después del nacimiento como un medio para generar calor a demanda".


Encontrar la fuente celular del metabolismo mejorado de las nutrias marinas podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo otros mamíferos marinos se enfrentan al agua helada. Y podría conducir a nuevos conocimientos sobre cómo los antepasados ​​de estas criaturas evolucionaron por primera vez para vivir y prosperar en los mares. 
 


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