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Efectos del cambio climático en el sueño invernal animal
Los cambios en los patrones climáticos están impactando profundamente en la biodiversidad de especies y ecosistemas a escala planetaria.
El cambio climático provoca efectos sustantivos en algunos aspectos del comportamiento de los animales que hibernan, en su fisiología y anatomía.
Todos aspectos que influyen en su gestión energética, reproducción y adaptación.
La hibernación es un rasgo de gran importancia en la historia de vida de muchas especies.
Es una estrategia adaptativa que permite a algunos animales ralentizar su metabolismo durante el invierno, ayudándolos a afrontar las duras condiciones medioambientales mediante el uso de las reservas energéticas.
La hibernación está estrechamente ligada al fotoperiodo y a la temperatura. Ambos factores susceptibles de cambio ante el cambio climático.
Esto es, las variaciones ambientales provocan cambios en la duración y eficacia de la hibernación, afectando su supervivencia.
Cambios en el comportamiento de los hibernantes
La mitad de los órdenes de los mamíferos hibernan.
Los osos (Ursus sp.) son popularmente conocidos por ser hibernantes facultativos. Es decir, practican el torpor o sueño invernal, un tipo de letargo más superficial que consiste en la disminución en los niveles metabólicos y en la temperatura corporal.
Sin embargo, a causa del cambio climático se ha observado que los úrsidos (osos) tienden a hibernar menos tiempo o incluso a no hacerlo.
Adaptado de Pexels.com por Plaza Cielo Tierra, 2023. (https://www.pexels.com/es-es/foto/animal-parque-suelo-molido-17531830/). CC0.
Hibernación social
Otro ejemplo es la hibernación social o en grupos. Tal es el caso de la estrategia adaptativa de las marmotas. En esta clase de hibernación el tamaño del grupo influye en la supervivencia invernal.
Además, mientras mayor es el grupo hibernante más protegidos del frío estará.
Asimismo, durante la hibernación grupal cada individuo pierde menos masa corporal y los individuos más jóvenes tienen más posibilidades de sobrevivir el invierno.
El cambio climático ha reducido el tamaño de las camadas afectando negativamente a la hibernación social.
En consecuencia se ha producido un ciclo de retroalimentación que disminuye el número de individuos en las subsiguientes temporadas.
Cómo sobreviven a estaciones extremas otros vertebrados
Además de los mamíferos existen otros vertebrados con estrategias muy llamativas para sobrevivir a las estaciones extremas. Tal es el caso de los anfibios.
Adaptado de «Wood frog adaptations to overwintering in Alaska: new limits to freezing tolerance», por D. J. Larson & et al., 2014, Journal of Experimental Biology, 317 (12).
Como puede verse en el contenido audiovisual anterior, un ejemplo de anfibio que tiene estrategias adaptativas a climas muy extremos es el de la rana de madera (Lithobates sylvaticus) que se congela durante el invierno.
La Lithobates hiela órganos tan vitales como el cerebro y el corazón. Esto es posible porque las moléculas de microARN de la rana reorganizan las células para protegerlas de los daños.
De tal forma que, mientras se forma hielo lentamente alrededor del exterior de los órganos y de las células, el hígado de la rana de madera bombea grandes cantidades de glucosa (con poder anticongelante) que se filtra por todas partes, incluido el interior de las células.
De esa manera evita que se encojan y mueran.
La diapausia de los insectos
Algunos insectos también entran en un estado fisiológico de inactividad llamado diapausa cuando el ambiente en que viven presenta condiciones extremas como inviernos crudos o veranos muy calurosos.
En insectos sociales como los abejorros (Bombus sp.) la diapausa varía según la casta.
Las reinas fundadoras son las únicas que sobreviven el invierno. Entran en diapausa como adultas apareadas.
En cambio, las obreras y machos mueren antes del invierno.
Adaptado de Pexels.com por Plaza Cielo Tierra, 2020 (https://www.pexels.com/photo/bee-on-a-yellow-flower-5478148/). CC0.
Laboratorio de análisis de diapausa
Un estudio realizado por Rondeau y Raine (2024) demostró que las reinas de abejorros en diapausa, tras ser sumergidas en agua, tienen una notable resistencia al ahogamiento.
En experimentos controlados, las reinas sumergidas durante 8 horas, 24 horas y 7 días mostraron una alta tasa de supervivencia (81 %). Esto se debe a que utilizan mecanismos como el intercambio discontinuo de gases para minimizar la entrada de agua durante la inmersión.
Un estudio realizado por Rondeau y Raine (2024) demostró que las reinas de abejorros en diapausa, tras ser sumergidas en agua, tienen una notable resistencia al ahogamiento. En experimentos controlados, las reinas sumergidas durante 8 horas, 24 horas y 7 días mostraron una alta tasa de supervivencia (81 %). Esto se debe a que utilizan mecanismos como el intercambio discontinuo de gases para minimizar la entrada de agua durante la inmersión.
Por otro lado, otro estudio publicado en Biology Letters destaca que las crisopas (insectos del orden Neuroptera) que poseen mayor diversidad genética podrían adaptarse mejor a temperaturas más altas.
Los investigadores demostraron que las larvas expuestas a temperaturas extremas mostraron una reducción en su metabolismo y un cambio de color, comportamientos típicos de la diapausa invernal.
Esto indica que aquellos insectos podrían estar mejor preparados para el cambio climático gracias al comportamiento de diapausa.
La importancia del caso a caso
La hibernación y la diapausa son estrategias adaptativas cruciales que mejoran la supervivencia al reducir riesgos como la depredación y la inanición durante períodos de escasez.
El cambio climático puede tener efectos variados que dependen del contexto de cada especie. Cada caso, pues, merece un estudio en particular.
Para abordar estos desafíos es fundamental entender cómo las condiciones climáticas extremas afectan a los organismos, investigando las adaptaciones y los mecanismos de resiliencia que poseen para anticipar cómo podrán ajustarse a las nuevas condiciones climáticas futuras.
Referencias
- Adaptado de “Unveiling the submerged secrets: bumblebee queens’ resilience to flooding” por S. Rondeau y N. E. Raine, 2024, Biology Letters, 20 (4).
- Aliaga, C. (31 de agosto de 2023). ¿Adaptarse o morir? Los desafíos que enfrentan los animales que hibernan ante el avance del cambio climático. Prensa Uchile: https://uchile.cl/noticias/208796/adaptarse-o-morir-animales-que-hibernan-y-el-cambio-climatico
- Alvarez, H. (11 de julio de 2024). Los animales con diapausa o hibernación podrían adaptarse mejor al cambio climático. https://mncn.csic.es/es/Comunicaci%C3%B3n/los-animales-con-diapausa-o-hibernacion-podrian-adaptarse-mejor-al-cambio-climatico
- Bayón, A. (28 de febrero de 2023). ¿Cómo afecta el cambio climático a los animales que hibernan? Muy interesante. https://www.muyinteresante.com/naturaleza/59770.html
- Peterson, C. (18 de noviembre de 2022). Hibernación: ¿Cómo hacen estos animales para congelar su cuerpo durante meses?. National Geographic. https://www.nationalgeographic.es/animales/2022/11/hibernacion-como-hacen-estos-animales-para-congelar-su-cuerpo-durante-meses
- Fundación Oso Pardo (s/f). Osos y cambio climático. (enero de 2022) https://fundacionosopardo.org/wp-content/uploads/2022/01/ficha9.pdf
- Findlay‐Robinson, R., Deecke, V. B., Weatherall, A., & Hill, D. L. (2023). Effects of climate change on life‐history traits in hibernating mammals. Mammal Review, 53(2), 84-98. https://doi.org/10.1073/pnas.1918584117
- Rondeau, S., & Raine, N. E. (2024). Unveiling the submerged secrets: bumblebee queens’ resilience to flooding. Biology Letters, 20(4). https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2023.0609
- Wells, C. P., Barbier, R., Nelson, S., Kanaziz, R., & Aubry, L. M. (2022). Life history consequences of climate change in hibernating mammals: a review. Ecography, 2022(6). https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ecog.06056
