LA TEMPERATURA AMBIENTAL  y los  ORGANISMOS

Todos los seres vivos realizan continuamente intercambio de energía con el entorno, todos viven en un ambiente térmico. La fuente primaria, como sabemos, proviene de la radiación solar.
    La energía solar es captada por los organismos directamente, difundida por el cielo o reflejada desde el suelo o las rocas.
    También liberan calor constantemente mediante los diferentes procesos metabólicos que realizan.
    Como sabemos, las plantas transforman importantes cantidades de radiación solar en energía química mediante el proceso fotosintético.
    Para aminorar el efecto de los cambios de temperatura ambiental, los organismos deben desarrollar diferentes funciones.
    Una de las formas mediante las cuales los organismos liberan calor al exterior y, regulan su temperatura interna, es la evaporación. Mediante ella, los seres vivos son capaces de liberar calor para mantener en condiciones óptimas, su medio interno.
    La evaporación depende de la diferencia de presión de vapor entre el aire circundante y el objeto u organismo.
    Si la humedad ambiental es abundante, hay poca evaporación y, poca disipación de calor por este medio.
    Cuando el ambiente es seco, aumenta la tasa de evaporación y con ella la disipación de calor.
    Otro proceso de transmisión de calor es la conducción que ocurre entre dos cuerpos sólidos, fluyendo del más caliente al más frío. La velocidad con que el calor se transfiere depende del grado de contacto que haya entre ambos, la diferencia de temperatura y del grado de resistencia al calor que tengan los  organismos.
    La convección es otra forma de transferencia de calor por los fluidos debido a sus variaciones de densidad por la temperatura; las partes calientes ascienden y las frías descienden formando las corrientes de convección que hacen uniforme la temperatura del fluido.
    La radiación térmica se produce cuando un cuerpo se expone a una fuente que emite calor, como sucede cuando nos colocamos frente a una fogata.
    Las plantas poco pueden hacer internamente para regular su temperatura interna. Constantemente están expuestas a diferentes formas de transmisión de calor y su metabolismo cuenta con muy pocas alternativas para mantener el control corporal. Las plantas no pueden desplazarse para evitar o buscar la radiación. Generalmente pierden calor por convección y evaporación, por ello, el tamaño y forma de sus hojas tienen gran importancia. Las hojas que presentan muchos lóbulos o salientes pierden calor de manera más eficiente que las hojas grandes y poco lobuladas.
    Los bordes y extremos de las hojas sufren más los cambios de temperatura y por ello, los márgenes de las hojas, con frecuencia se hielan por el frío o se secan por el calor.
    Los grandes troncos tienen mayor capacidad para guardar el calor y por ello,  son un refugio buscado por aves y pequeños mamíferos.
 

La fotosíntesis como muchos procesos metabólicos, se incrementa en razón directa al aumento de temperatura ambiental sin embargo, este efecto no es sostenido ya que todas las plantas tienen un límite superado el cual, la fotosíntesis deja de incrementarse y, más aún, puede cesar.     Las plantas C4 viven en lugares más cálidos y pueden llevar a cabo la fotosíntesis a mayor temperatura que las plantas C3.

(a) Una planta C3 (Sesleria caerulea) de regiones templadas nórdicas. (b) Una hierba C4 (Spartina anglica) también de  zonas nórdicas. (c) Un arbusto C4 (Tridestromia oblongifolia) de zona desértica

    Se ha observado que las plantas son capaces de resistir el frío, siempre y cuando el enfriamiento se lleve a cabo lentamente. Si la temperatura baja drásticamente, la planta conserva el agua en su interior y esta se convierte rápidamente en cristales de hielo, que destruyen las células.
    Ciertas plantas resisten mejor el frío que otras ya que genéticamente están provistas con mecanismos metabólicos mediante los cuales pueden sintetizar compuestos que actúan como protectores y permiten el sobreenfriamiento de la savia sin que se alteren las células.
    Algunas estructuras como las vellosidades que presentan algunas plantas árticas, funcionan como ‘trampas’ de calor que impiden que la planta se congele durante el frío invierno.
    Los animales han desarrollado mecanismos más sofisticados para contender con los cambios de temperatura. Éstos pueden producir calor, haciéndolos moverse y protegerse del frío.
    Su metabolismo también cuenta con alternativas para regular la temperatura corporal, produciendo calor o aumentando la transpiración.
    Según su capacidad para regular su temperatura interna, los organismos pueden contar con mecanismos internos que utilizan la energía almacenada en el cuerpo para mantener constante la temperatura aunque en el exterior ésta varíe. Estos organismos son conocidos como HOMEOTERMOS.
    Los POIQUILOTERMOS regulan su temperatura corporal mediante mecanismos externos. Obtienen el calor exponiéndose a la radiación y, lo disipan mediante evaporación, conducción o convección. Estos organismos parecen fríos al tacto y por ello se conocen vulgarmente como animales de ‘sangre fría’.
    Algunos investigadores consideran un tercer tipo de organismos, los que regulan su temperatura interna a veces por mecanismos propios y otras veces por mecanismos externos. A este tipo de organismo los denominan HETEROTERMOS y entre ellos clasifican  a los murciélagos, los colibríes y las abejas.
 

Si comparamos el cuerpo de un organismo con una forma cúbica, podemos observar que un animal, cuyo cuerpo ocupe un volumen de 1 cm 3 cuenta con una superficie corporal total de 6 cm2, que queda expuesta a los cambios de temperatura del ambiente (una relación volumen/superficie de 6). En un organismo que ocupe el doble (2 cm3) sólo tendrá una superficie expuesta de 24 cm2 (una relación volumen/superficie de 3).

Existe una relación muy estrecha entre el metabolismo de un organismo y su tamaño.    Un animal grande pierde menos calor que un animal pequeño en el mismo tiempo ya que tiene expuesta una menor cantidad de superficie en relación a su masa total que la que tiene un organismo pequeño. Los homeotermos rara vez son menores a un cuerpo que pese 2g.    Por otra parte, a los poiquilotermos les afecta también esa relación peso/superficie corporal y por ello, los más pequeños pueden calentarse y perder calor más rápidamente que los grandes. Hay pocos organismos poiquilotermos de gran talla.

La capacidad de hibernar es un mecanismo adaptativo que muchos organismos han desarrollado para sobrevivir a los fríos inviernos.     Durante la hibernación desaparece prácticamente cualquier función metabólica. Los poiquilotermos disminuyen el azúcar en sangre, aumentan el almacenamiento de glucógeno en el hígado, aumenta el tono muscular, entre otros cambios fisiológicos.    Los homeotermos se comportan como heterotermos adoptando una hipotermia controlada. Tanto la respiración como la frecuencia respiratoria y cardiaca bajan notablemente y la temperatura corporal puede caer hasta los 10ºC.

    La presencia de escama y pelo en el cuero ayudan a formar trampas de calor que ayudan al organismo a controlar mejor su temperatura corporal.
    En muchas ocasiones los organismos recurren al tiriteo para producir algo de calor y mejorar sus condiciones internas.
    El jadeo y el sudor, son mecanismos mediante los cuales los organismos disipan calor para regular su temperatura. Algunos animales utilizan las alas para abanicarse.
    Las aletas de algunos organismos como la ‘vaquita marina’ o marsopa (Phocaena sp) utilizan sus aletas como medios de regulación de calor, haciendo circular mayor o menor cantidad sangre a través de ellas.  Otros organismos como el atún también utilizan mecanismos de 'contracorriente' como los de la marsopa.
    Muchos otros animales desde insectos o aves hasta los grandes mamíferos, utilizan la migración para contender con los cambios extremos de la temperatura.
    Cada año, cientos de miles de aves viajan de un lugar a otro en búsqueda de condiciones más favorables para alimentarse, encontrar refugio y reproducirse. Desde la mariposa monarca, la ballena gris, el flamingo, el pato canadiense, la garza, visitan nuestro país en cierto tiempo. Conducta que cada día va en descenso ya que el hábitat de los lugares que visitan en su migración ha venido sufriendo importante deterioro, muchos bosques están desapareciendo, el agua de los lagos ha sido confinada mediante presas o ha recibido un gran aporte de sustancias contaminantes, el alimento natural que consumen ha desaparecido.
    Las zonas de reserva ecológica y los parques nacionales son una alternativa para aminorar el descenso de este interesante fenómeno.