updated 10:27 PM CEST, Sep 30, 2016

Misterio resuelto: ¿Cómo contienen la respiración los mamíferos marinos?

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cachalote sumergido

En ballenas y focas la mioglobina tiene propiedades especiales "antiadherentes"

Los científicos dicen que han resuelto el misterio de una de las adaptaciones más extremas en el reino animal: cómo los mamíferos marinos almacenan suficiente oxígeno para mantener la respiración durante un máximo de una hora.

El equipo estudió la mioglobina, una proteína que almacena oxígeno en los músculos de los mamíferos y se encontró que, en las ballenas y las focas, tiene propiedades especiales "antiadherentes".

Esto permite que los animales puedan desviar grandes cantidades de oxígeno a sus músculos sin "obstrucción hacia arriba (clogging them up)".

Los hallazgos se publicaron en Science: "Evolution of Mammalian Diving Capacity Traced by Myoglobin Net Surface Charge".

El Dr. Michael Berenbrink del Instituto de Biología Integrativa de la Universidad de Liverpool participó en el estudio.

Dijo que los científicos se habían preguntado siempre cómo lograron los mamíferos marinos llenar gran parte de sus cuerpos de esta proteína vital.

"En concentraciones suficientemente altas [las proteínas] tienden a permanecer juntas, así que tratamos de entender cómo evolucionaron las focas y las ballenas a concentraciones más altas de esta proteína en los músculos sin pérdida de la función", dijo a BBC News.

El equipo extrajo mioglobina pura de los músculos de algunos mamíferos - de la vaca con base en tierra, de la nutria semiacuática, hasta llegar a los buceadores de élite como el cachalote.

Dirigido por el investigador Scott Mirceta, este minucioso examen ha trazado los cambios en la mioglobina en los mamíferos de inmersión profunda a través de 200 millones de años de historia evolutiva.

Y reveló que los buceadores mamíferos habían desarrollado una variedad en la que no se pega la mioglobina.

El secreto, explicó el Dr. Berenbrink, era una pieza sutil pero crucial de truco químico: la mioglobina en los mamíferos marinos está cargada positivamente.

Esto tiene importantes consecuencias físicas, explicó el Dr. Berenbrink: "Al igual que los polos similares de un imán, las proteínas se repelen entre sí".

"De esta manera creemos que los animales son capaces de llevar muy altas concentraciones de estas proteínas en los músculos y evitar que se peguen entre sí y obstruyan los músculos".

El Dr. Berenbrink dijo también que estaba entusiasmado por el descubrimiento, ya que ayudó a dar sentido a los increíbles cambios que tuvieron lugar en los órganos de los mamíferos que evolucionaron a partir de animales terrestres a los acuáticos, las criaturas que respiran aire que habitan los océanos en la actualidad.

Se muestra, dijo, el cambio fisiológico que acompaña a la transición de los mamíferos de la tierra al agua.

"También nos permite estimar los tiempos de inmersión de los antiguos antepasados de las ballenas", explicó el Dr. Berenbrink.

"Podemos mirar los fósiles y predecir los tiempos de inmersión que tenían".

Entender exactamente cómo acumulan oxígeno los cuerpos de los mamíferos tan eficientemente también podría ayudar a la investigación médica.

Copiando este proceso de la química natural se podría ayudar al desarrollo de líquidos que transportan el oxígeno que entregan suministros de emergencia de oxígeno a los tejidos de una persona cuando no es posible una transfusión de sangre.

evolución de la mioglobina en los mamiferos marinos

Pero su mayor impacto será en el campo de la biología evolutiva.

Nicholas Pyenson, conservador de fósiles de mamíferos marinos en la Smithsonian Institution en Washington DC, dijo que el estudio era un avance importante para la comprensión de la evolución del buceo profundo.

"La idea de que podemos estimar los tiempos de inmersión máxima para los familiares en la temprana divergencia de los mamíferos marinos de hoy tendrá un profundo impacto en nuestra forma de pensar acerca de su antigua ecología y biología", dijo a BBC News.

Profesor Michael Fedak de la Unidad de Investigación de Mamíferos Marinos de la Universidad de St Andrews señaló que la mioglobina fue sólo "parte de la historia" de cómo fueron capaces de bucear los mamíferos marinos.

"Pero es una parte importante", dijo.

El científico, que no participó en este estudio, explicó que en este momento una gran parte de la investigación estaba indagando cómo se las arreglan los mamíferos marinos para sobrevivir cortando y restableciendo repetidamente del suministro de sangre a los tejidos del cuerpo, algo que asemeja a sufrir varias veces una lesión por aplastamiento.

"Pero ser capaces de recoger unos pocos huesos [fosilizados] de un mamífero marino extinto y poder valorar su tiempo de inmersión - eso es milagroso".