Científicos de la Universidad de Granada (UGR) y la Pontificia Universidad Católica de Chile han explicado por qué los animales ectotermos (aquellos cuya temperatura corporal depende principalmente de la temperatura ambiental, grupo que incluye la mayoría de los animales) reducen su tamaño como consecuencia del calentamiento global. Su trabajo, publicado en la revista Nature Climate Change, ofrece por primera vez una explicación fisiológica plausible a la reducción general observada en el tamaño de los organismos como consecuencia del calentamiento global, ya que las restricciones metabólicas que implica el aumento de temperatura limita su desarrollo  (es decir, no puedan conseguir tamaños grandes).

El investigador de la UGR Ignacio Peralta-Maraver, del departamento de Ecología de la Universidad de Granada.

Ignacio Peralta-Maraver, primer autor del trabajo, se acaba de incorporar recientemente al departamento de Ecología de la Universidad de Granada con un contrato postdoctoral Juan de la Cierva, y desarrollará su investigación en el seno de la Unidad de Excelencia Modeling Nature. Explica que “los animales ectotermos, grupo que incluye la inmensa mayoría de animales, dependen casi obligatoriamente de la temperatura ambiental para regular su metabolismo. Por ello es sorprendente la enorme diversidad de tamaños corporales que presentan (unos 12 órdenes de magnitud desde microgramos a toneladas), en comparación al rango de temperatura en los que se desarrolla la vida (mayormente entre 0 y 40 °C). Teniendo en cuanta que el metabolismo aumenta de manera proporcional con el tamaño, ¿cómo van a lidiar animales de tamaños tan dispares con el calentamiento global?”

Después de investigar durante casi tres años cientos de artículos científicos y colecciones de museo, los investigadores han recabado un total de 637 mediciones empíricas de tolerancia térmica y tamaño incluyendo anélidos, moluscos, artrópodos, peces, anfibios y reptiles. Con estos datos, y considerando tanto la intensidad como la duración del estrés térmico al que se sometieron los organismos, los investigadores han formulado una ecuación que permite cuantificar la tolerancia al calor en ectotermos.

La ecuación propuesta por los investigadores predice que los organismos pequeños tienen una gran tolerancia a incrementos rápidos de calor que pueden mantener por poco tiempo. Por el contrario, animales grandes con menor tolerancia a incrementos extremos en la temperatura, aguantan con vida durante más tiempo.

“Esta ecuación describe que animales grades y pequeños responden de manera diferente al estrés térmico como resultado de la interacción entre el tamaño y sensibilidad térmica–señala el investigador de la UGR-. Así, los animales pequeños poseen una mayor tolerancia a calores extremos que los grandes, pero su tasa de supervivencia cae de abruptamente con el tiempo de exposición al calor, lo que disminuye las diferencias en tolerancia en largos periodos de exposición”.

El descubrimiento de estos investigadores tiene importantes implicaciones ecológicas, ya que ayuda a comprender como los ectotermos van a responder al calentamiento global. Además, usando los coeficientes de su ecuación, los autores corrigen límites de tolerancia térmica previamente calculados para poblaciones naturales alrededor del globo, y advierten de una enorme sobreestimación con métodos tradicionales.

Además, combinando este nuevo marco analítico con ecuaciones bien establecidas de la teoría metabólica, el investigador de la Universidad de Granada (junto al chileno Enrico L. Rezende) demuestra matemáticamente que los límites metabólicos también se escalan con el tamaño.

Con el aumento del tamaño de los animales, el colapso debido al estrés por calor ocurre a una tasa metabólica menor en comparación con situaciones no estresantes de temperatura. “Esto supone que animales relativamente grandes verán comprometidas su capacidad de desarrollo y crecimiento en escenarios de aumento térmico”, concluyen los autores.

Ectotermos de pequeño tamaño desplazarán a aquellos más grandes en un escenario de calentamiento global (Ilustración: Ignacio Peralta).

La ecuación propuesta por los investigadores predice que los organismos pequeños tienen una gran tolerancia a incrementos rápidos de calor que pueden mantener por poco tiempo. Por el contrario, animales grandes con menor tolerancia a incrementos extremos en la temperatura, aguantan con vida durante más tiempo.

Referencia bibliográfica:
Peralta-Maraver, I., &Rezende, E. L. (2020). Heat tolerance in ectotherms scales predictably with body size. NatureClimateChange, 1-6.https://doi.org/10.1038/s41558-020-00938-y