Los camellos, sin embargo, pierden poca agua de ese modo, ya que una gran parte de la que se evapora en el pulmón la recuperan en las vías respiratorias superiores, conductos nasales incluídos. De hecho, la humedad relativa del aire espirado puede reducirse hasta un 50% en relación con la del aire que sale de los bronquios. Esa recuperación de agua se produce porque en el epitelio nasal se acumulan, mezclándose, las secreciones propias del epitelio junto con las células muertas del mismo, y esa mezcla resulta ser altamente higroscópica; esto es, tiene gran capacidad para absorber vapor de agua. Es algo similar a lo que ocurre con las galletas cuando se mantienen en una atmósfera húmeda; por eso se ablandan.

Knut Schmidt-Nielsen fue el investigador que descubrió ese mecanismo. Él fue el que formuló la hipótesis tras su estancia en el Sáhara investigando la fisiología del balance hídrico de los camellos. Había observado que la humedad relativa del aire exhalado era de un 50%, pero no sabía si procedía de ese modo de los alvéolos pulmonares o, por el contrario, el contenido hídrico original era próximo al 100% y más tarde, en las vías superiores, se retiraba parte de ese vapor de agua y quedaba reducido al 50%. Él suponía que la correcta era esta segunda posibilidad. Para poder contrastar su hipótesis, construyó una nariz artificial en el laboratorio, y en esa nariz dispuso una capa higroscópica artificial. Las pruebas demostraron que el mecanismo propuesto era adecuado para explicar las observaciones realizadas previamente en narices reales de camellos bajo las condiciones del desierto.

La contrapartida que hay que pagar por recuperar el agua es que la nariz se calienta, y al calentarse la nariz, también el resto del cuerpo. Del mismo modo que se enfría el aire inspirado cuando se evapora la película de agua que recubre las vías respiratorias, éstas se calientan al condensarse ese vapor de agua. Por esa razón, cuando están deshidratados, los camellos no son capaces de mantener constante la temperatura corporal. De hecho, toleran cambios de hasta 6ºC en su temperatura corporal bajo esas condiciones, pudiendo alcanzar los 41ºC de temperatura máxima. El cerebro, a pesar de todo, está protegido, ya que lo mantienen más fresco gracias a la rete mirabile de la arteria carótida.

Y además, los dromedarios toleran muy bien la deshidratación. Los perros o los caballos, por ejemplo, no toleran pérdidas de agua superiores al 15%; sin embargo, los dromedarios sobreviven incluso tras perder hasta el 25% de su agua corporal e incluso más. El dato de 25% de pérdida se ha comprobado fehacientemente, pero nadie ha llevado a un dromedario hasta la muerte para establecer el límite letal, por lo que la tolerancia es aún mayor. Teniendo en cuenta que, -como ocurre con los órices y otros animales del desierto-, obtienen parte del agua del alimento, pueden permanecer días (en la estación cálida) o semanas (en la estación fresca) sin beber una gota de agua. Luego, cuando pueden, beben mucha; Schmidt-Nielsen comprobó que, si se encontraban deshidratados, llegaban a beber un volumen equivalente al 33% de su masa corporal. Cualquier otro animal que bebiese una cantidad tal experimentaría lo que se conoce como “envenenamiento por agua”, cosa que no le ocurre a los dromedarios. Pero eso no quiere decir que, como pensaban antigüamente, tengan ningún depósito de agua; lo que ocurre es que de ese modo restauran el nivel hídrico previo a la deshidratación.

Schmidt-Nielsen envió los resultados de su investigación sobre la nariz de los camellos a la revista “Proceedings of the Royal Society” pero se llevó una sorpresa enorme cuando, antes de que se publicara el correspondiente artículo, se encontró con una referencia a la nariz de los camellos en la conocida viñeta de comic “Peanuts”. Lo cuenta así en su autobiografía:

In the first panel Charlie Brown says to Lucy: “I just found out why camels can go so long without water. It has something to do with their big noses.” In the next panel Lucy turns to the dog Snoopy and suggests that with his large nose he could go for years without a drink. We had been scooped! I wrote to Charles Schulz, the artist, to ask how he had learned of our unpublished work. A secretary replied that Mr. Schulz couldn’t remember. At any rate, in the scientific literature we retained our priority.

[En la primera viñeta, Charly Brown decía a Lucy lo siguiente: “Acabo de enterarme cómo pueden estar los camellos tanto tiempo sin beber. Tiene algo que ver con sus narizotas”. En la siguiente viñeta, Lucy se quedaba mirando al perro Snoopy y le sugiere que visto el gran tamaño de su nariz, podría pasar años sin beber agua. ¡Nos habían robado la primicia! Le escribí al dibujante Charles Shultz para preguntarle cómo se había enterado de algo que aún no se había publicado, pero nos respondió una secretaria diciendo que Schultz no lo podía recordar. No obstante, en la literatura científica mantuvimos la primicia.]

Estas ideas eran las que predominaban en los ambientes científicos hasta que el gran fisiólogo Knut Schmidt-Nielsen se puso manos a la obra. Este investigador ya había hecho algunos trabajos con la rata canguro, de la que sabía que podía vivir sin beber agua. Pero los dromedarios son muy diferentes, y todo el mundo sabía que, aunque toleran muy bien la falta de agua, no pueden vivir sin beber. Para estudiar este asunto debidamente, pidió una licencia en su universidad y se fue, por espacio de un año, a vivir con su mujer y sus tres hijos al interior del desierto del Sáhara, a un oasis localizado al sur de Argelia. En aquel apartado lugar las condiciones de vida, sobre todo en verano, eran difícilmente soportables: la temperatura subía con facilidad por encima de los 43ºC. En su autobiografía (The camel’s nose 139 pp.), al respecto del terrible calor que hacía en aquel lugar, escribió lo siguiente:

“Lagrib could again buy eggs, but it was so hot we had to eat them immediately; if we kept them for a day, a chick promptly started developing. Lagrib had an ingenious approach to the problem of getting fresh eggs: if a woman had more than two eggs for sale, he didn’t buy any, but if she had only one or two, he felt reasonably certain that they had been laid the same day. Usually he was right”.

[Sí, Lagrib podía comprar huevos, pero era tal el calor que hacía que los teníamos que comer inmediatamente; si los dejábamos de un día para otro, enseguida empezaba a desarrollarse un pollito. Lagrib tenía un ingenioso modo de conseguir huevos frescos: si una mujer tenía más de dos huevos en venta, no le compraba ninguno, pero si solo tenía uno o dos, se sentía razonablemente seguro de que habían sido puestos el mismo día. Normalmente acertaba.]

Schmidt-Nielsen enseguida se percató de que los camellos no tenían ningún depósito de agua; de hecho, el contenido hídrico de los camellos es muy similar al de los demás rumiantes. Y por otra parte, los lípidos de la joroba no constituyen ninguna fuente de agua adecuada. Es cierto que el catabolismo de los lípidos produce agua, pero para oxidar esos lípidos se requiere más oxígeno que el necesario para oxidar otros metabolitos y ese oxígeno hay que conseguirlo respirando. Por esa razón, y dado que al respirar se evapora parte del agua que recubre las superficies respiratorias, al final es más la que se pierde por evaporación que la que se obtiene metabólicamente de los lípidos. Schmidt-Nielsen dejó claramente establecido que el gran volumen de agua que beben los dromedarios no la beben para guardarla en un depósito, sino para reponer la que han perdido con anterioridad.

La gran tolerancia de los camellos a la escasez de agua obedece, por lo tanto, al papel que juegan otros mecanismos. En primer lugar, limitan la ganancia de calor. Fijémonos en el pelaje: es muy denso y, gracias a ello, disponen de un buen aislamiento; además, tiene un cierto brillo, de manera que una parte de la radiación se refleja. El comportamiento también es importante; cuando se sientan, lo hacen orientando su cuerpo en dirección al sol, de manera que el ángulo de incidencia limita la intensidad de la radiación.

Pero las adaptaciones más eficaces son de naturaleza fisiológica. Son muy efectivos ahorrando agua; no la pierden con facilidad. Producen muy poca orina y reducen aún más su producción cuando no pueden beber. Por esa razón, producen una orina de concentración osmótica muy alta, ocho veces más alta que la de la sangre[1]. Y además, pierden muy poca agua en las heces: su contenido hídrico es de un 45% solamente. En definitiva, en vez de un depósito secreto, lo que tienen los camellos es una batería de mecanismos de diferente naturaleza que les permite hacer frente con éxito a unas condiciones de temperatura y de disponibilidad de agua que casi ningún otro animal de su envergadura puede soportar.

Los herbívoros que toman parte en esa gran migración se desplazan del sureste al noroeste, de lugares secos a lugares húmedos. En la temporada de lluvias hay suficiente agua en todas partes y la hierba abunda. Cuando llega la estación seca, comprendida entre junio y noviembre, primero los arroyos y después los ríos, se secan. No quedan más que unas pocas charcas con algo de agua. Bajo esas condiciones, los herbívoros que no dependen de la ingestión de agua no migran, se quedan donde están, pero los otros se desplazan. Luego, cuando vuelve la estación de lluvias, ellos también retornan al sureste del Serengeti.

Así pues, las migraciones del Serengeti se producen a causa de las variaciones estacionales en la disponibilidad de agua. Las cebras y los ñus migran. Necesitan beber; por eso se desplazan en su búsqueda. En la época cálida han de beber al menos una vez al día. Por esa razón no deben alejarse más de 25 km del agua.

La gacela de Grant y el dik-dik (antílope enano) no dependen del agua, por lo que no están obligados a recorrer grandes distancias en su búsqueda. En lo que a la economía hídrica se refiere, la gacela de Grant y el ñu son animales muy diferentes. El ñu busca la sombra, incluso cuando no hace calor, mientras que la gacela de Grant no lo necesita. Cuando el ñu busca la sombra procura minimizar en lo posible la deshidratación; a la gacela, sin embargo, eso no le parece importar. Gracias a esa independencia con respecto al agua líquida, la gacela de Grant puede alejarse de las fuentes de agua tanto como le convenga, de manera que puede acceder de ese modo a recursos que están vedados a los herbívoros que han de permanecer en las proximidades del agua. Y por esa razón no se ve obligada a realizar los grandes desplazamientos que realizan los otros herbívoros.

En los desiertos del sudoeste de Norteamérica viven un roedor del género Dypodomys que puede vivir sin beber agua. Su nombre común, rata canguro, hace alusión a su aspecto, puesto que sus patas delanteras son muy pequeñas, y a que se desplaza dando pequeños saltos sobre sus patas traseras, como si fuese un pequeño canguro, pero es un roedor.

Es un animal pequeño, de entre 10 y 20 cm y en casi todos los casos su peso no excede los 100 g. El contenido hídrico de Dypodomys (alrededor de un 66%) es similar al de los demás mamíferos, y ese grado de hidratación lo mantienen incluso cuando no disponen de agua para beber. Es más, si disponen de suficiente alimento (formado principalmente por plantas y semillas propias del desierto) ganan peso con normalidad, lo que quiere decir que la ganancia de agua supera a su pérdida. ¿De dónde sacan el agua? ¿dónde se encuentra ese agua que permite compensar las inevitables pérdidas?

Para aclarar esta cuestión hay que examinar en detalle la pérdida y la ganancia de agua. En una situación en la que los animales no disponen de agua libre, sólo pueden recurrir a la contenida en el alimento, que es función de su grado de humedad, y a la que se forma como consecuencia de la oxidación de ese alimento, a la que se denomina agua metabólica. La cantidad de agua metabólica que puede obtenerse del catabolismo de un sustrato dado depende de su naturaleza química. En el caso de los alimentos a que tiene acceso la rata canguro, la cantidad de agua metabólica que resulta de su oxidación es similar a la que resultaría de la oxidación de los alimentos de cualquier otra especie, dado que semillas y plantas son alimentos que no tienen a ese respecto ninguna particularidad especial.

Por lo tanto, bajo condiciones de severa limitación hídrica o, incluso, de carencia total de agua líquida, la única forma de preservar un balance hídrico neutro consiste en limitar al máximo las pérdidas de agua. Veamos, pues, cómo lo consigue este habitante del desierto.

Por un lado está el modo de vida de la rata canguro; sólo sale de la hura en la noche, durante las horas de mínima temperatura y de máxima humedad. También es importante su alto grado de aislamiento, ya que su piel es muy impermeable, por lo que apenas pierde agua a través del tegumento. Y luego están las pérdidas inevitables, como son las del agua contenida en las heces o la necesaria para formar la orina, así como la que se evapora en la superficie respiratoria. Las heces son extraordinariamente secas, de manera que la cantidad de agua que se pierde de ese modo es despreciable.

La principal pérdida de agua (>%50) es la que se produce a través de la superficie respiratoria. Al respirar siempre se produce una cierta evaporación del agua superficial que recubre el epitelio respiratorio y la cantidad de agua que se evapora depende de la tasa ventilatoria[1], tasa que a su vez depende del consumo de oxígeno. La rata canguro es una especie de pequeño tamaño y muy activa, razón por la que su consumo de oxígeno ha de ser necesariamente alto. ¿Cómo consiguen, pues, limitar la pérdida de agua por este concepto? Y la respuesta es que lo hacen espirando aire a baja temperatura, más baja que la corporal, puesto que el aire se enfría al circular por los conductos nasales de camino al exterior. Al inspirar, las paredes de los conductos respiratorios transfieren calor y humedad al aire inhalado, por lo que esas paredes se enfrían y se secan. Al espirar ocurre lo contrario, el aire se enfría y parte de la humedad se condensa en la paredes de los conductos respiratorios. Se trata de un mecanismo que está alcance de todos los animales terrestres, pero es mucho más efectivo cuanto más estrechos son los conductos y cuanto mayor es la superficie hábil para el intercambio de temperatura y humedad. Y cabe decir que la anatomía de los roedores es muy adecuada para ese cometido, puesto que incluso la rata de laboratorio es tan efectiva en este aspecto como la rata canguro.

¿Cuál es, entonces, la razón por la que las ratas de laboratorio se deshidratan bajo condiciones hídricas que toleran perfectamente las ratas canguro? La respuesta a esa cuestión es que la capacidad para tolerar la carencia de agua radica, sobre todo, en su capacidad para limitar las pérdidas de agua por la orina. Las pequeñas habitantes del desierto tienen una capacidad impresionante para concentrar su orina. Producen una orina que está 14 veces más concentrada que su propia sangre y ello es posible gracias a la extraordinaria longitud de las asas de Henle de las nefronas que forman sus riñones[2]. Gracias al trabajo renal, la concentración osmótica de la orina de las ratas canguro puede alcanzar valores de entre 4.000 y 5.000 miliosmolar. Para hacernos una idea de lo que significa producir una orina 14 veces más concentrada que la sangre, tengasé en cuenta que en el ser humano es 4 veces más concentrada, 9 veces en la rata común y 10 veces en el gato; todo ello quiere decir que utilizan bastante más agua que la rata canguro para formar su orina. Teniendo en cuenta que limitar las pérdidas de agua en el desierto en mayor o menor medida es una cuestión de vida o muerte, a la vista de estos datos se ve con claridad la razón por la que la rata canguro puede vivir en ese medio y otros animales no pueden.

Todo lo anterior vale para condiciones estándar. Pero las cosas pueden ser algo diferentes bajo otras circunstancias. Así, en otoño, cuando las ratas canguro hembras pueden estar lactando, sus necesidades hídricas son mayores, por lo que han de consumir alimentos con mayor contenido en agua para poder mantener estable su estado hídrico.

Son palabras del conocido poema de S. M. Coleridge “The Rime of the Ancient Mariner”. La gente del mar siempre ha sabido que es peor beber agua de mar que no beber ninguna agua.

La razón por la que no nos conviene beber agua de mar es que nuestro riñón no puede producir una orina cuya concentración de ión cloruro[1] sea mayor que la que tal ión tiene en el agua de mar. Como consecuencia de ello, para eliminar el cloruro ingerido al beber agua de mar, el riñón debería eliminar un volumen de orina superior al del agua de mar bebida. Dicho de otro modo, para poder eliminar ese cloruro, además de la ingerida, habría que utilizar agua procedente de los propios tejidos del organismo, lo que en definitiva tendría como consecuencia su deshidratación.

Los animales marinos cuyo medio interno se encuentra más diluído que el agua de mar disponen de mecanismos para hacer frente a esa situación. A ellos me he referido en alguna entrada anterior (veasé, por ejemplo, “Los peces de mar sí beben”). Lo que hacen consiste, básicamente, en eliminar por vía renal y extrarrenal el exceso de sales que incorporan por haber bebido agua de mar. Los teleósteos marinos producen una orina muy concentrada y expulsan sodio y cloruro a través del epitelio branquial.

Las ballenas, como el resto de mamíferos, son capaces de producir una orina con mayor concentración de sales que la sangre. Ahora bien, la capacidad para producir orina de mayor o menor concentración varía entre especies y depende de una característica anatómica y funcional del riñón. Me refiero a una estructura de la nefrona[2] que se denomina “asa de Henle” y que sólo existe en aves y mamíferos. Es precisamente esa la razón por la que aves y mamíferos son los únicos grupos animales que pueden producir una orina más concentrada que el plasma sanguíneo de cuya filtración procede tal orina. Y lo que ocurre es esa capacidad para concentrar más o menos la orina, que depende del asa de Henle, se ha desarrollado en distinto grado en unas especies y en otras.

Así, ballenas y otros mamíferos marinos pueden beber agua de mar, porque tienen una gran capacidad para producir orina de muy alta concentración osmótica. El agua de mar tiene una concentración de 1.000 miliosmolar y estos mamíferos pueden producir una orina cuya concentración llega a los 1.200-1.500 miliosmolar, entre un 20 y un 50% más alta. Gracias a ese gran trabajo del riñón, por cada litro de agua marina bebida, el animal dispone de unos 300 ml de agua “pura”, sin sales. En el caso del ser humano, sin embargo, aunque el riñón puede producir orina de mayor concentración que la de la sangre[3], no puede llegar a ser como la del agua de mar, por lo que la eliminación de las sales conllevaría una pérdida neta de agua. Así pues, está claro por qué el ser humano no puede ser marino.

En una entrada anterior me preguntaba si bebían agua los delfines (“¿Beben los delfines?”) y al final del post comentaba que el asunto no está nada claro. Las serpientes marinas han de hacer frente al mismo problema que los delfines, dado que el agua de mar tiene una concentración osmótica muy superior a la de su medio interno. En efecto, las serpientes de mar corren el riesgo de deshidratarse, puesto que el agua de sus fluidos internos tiene tendencia a salir del organismo.

Hay 62 especies, -agrupadas en 17 géneros-, de serpientes marinas, todas ellas venenosas. Tienen origen terrestre, pero el modo de vida de casi todas ellas es exclusiva o casi totalmente marino. La mayoría son vivíparas y paren en el mar, mientras nadan; unas pocas, sin embargo, son ovíparas y permanecen en tierra durante un breve periodo de su vida.

Durante mucho tiempo se ha pensado que las serpientes de mar beben agua marina para satisfacer sus necesidades hídricas. Ese comportamiento requeriría disponer de un eficaz sistema para eliminar las sales incorporadas en exceso, por lo que se pensaba que de esa tarea, -toma y secreción de sales-, se ocupaban las glándulas de sal de las serpientes. Sin embargo, en experimentos realizados con tres especies se ha podido comprobar que las serpientes no beben agua de mar. Las serpientes fueron capturadas en las proximidades de Taiwan y mantenidas en cautividad para testar la hipótesis de que bebían agua de mar. Sin embargo, los resultados obtenidos fueron concluyentes: no lo hacían ni aun estando sedientas; bebían agua dulce, sí, o como mucho agua salobre muy diluida, pero no agua de mar.

Lo cierto es que los resultados de este experimento podrían resultar claves a la hora de explicar la distribución geográfica de estas especies. Las serpientes de mar suelen encontrarse en zonas discretas de extensión limitada (patch) y son especialmente abundantes en áreas muy lluviosas. Seguramente, además, recurren para beber a las surgencias y corrientes de agua dulce procedentes de la costa, puesto que hay muchas más serpientes marinas en las zonas próximas a los aportes costeros de agua dulce. Y por otro lado, es muy posible que recurran también al agua que se deposita en la capa superior de la superficie marina tras lluvias intensas, antes de que se mezcle con el agua salada de las capas inferiores.

La duda que subsiste es la de cuál es la función que cumplen las glándulas de sal de estas serpientes. Y lo cierto es que quizás se trate de una función de regulación iónica y no, como se pensaba antes, de regulación osmótica. Esto es, podría ser que la función principal de esas glándulas sea la de mantener el balance de determinados iones y no la de mantener constante la concentración osmótica de los fluidos corporales.

Así pues, la respuesta que debe darse a la pregunta que da título a esta entrada es que sí, que las serpientes de mar sí beben, pero agua dulce. No sabemos lo que hacen el resto de reptiles marinos, aunque lo más probable es que hagan lo mismo que las serpientes.

Nota: Esta entrada está basada en información proporcionada por la Universidad de Florida (8/11/2008): “Sea Snakes Seek Out Freshwater To Slake Thirst.” (Publicada por ScienceDaily)

Hace poco me ocupé de los peces anádromos y de los catádromos. Hoy voy a referirme a los salmones. Siendo como son anádromos, tienen una relación variable y compleja con el medio en que se encuentran. En entradas anteriores aludí a los problemas, relacionados con el agua y con las sales, a que deben hacer frente los peces de río (“Mira cómo beben…”) y los de mar (“Los peces marinos sí beben”). Pues bien, los salmones tienen esos mismos problemas, pero los tienen de otro modo, porque en una etapa de sus vidas han de hacer frente a unos y en otra han de afrontar los otros. ¡Mérito doble el de los salmones!

Los salmones nacen en agua dulce, en zonas próximas a las cabeceras de los ríos, y en esas zonas transcurre la primera etapa de sus vidas. A esos salmones que todavía no han viajado al mar se les denomina “parr”. Los parr deben evitar la entrada de agua en su interior y deben combatir el riesgo de pérdida de sales, como les ocurre a todos los peces de agua dulce. Pero en el momento en que migran al mar las cosas cambian, porque en el mar la concentración de sales es muy alta, bastante más alta que la de sus fluidos internos.

Así pues, al cambiar de medio, la relación hídrica y osmótica que mantienen con el exterior se invierte y por ello, antes de migrar han de prepararse para ello. Habrán de pasar de no beber agua a beberla, de producir abundante orina muy diluida a restringir su producción y a concentrarla de forma intensa y, -lo que resulta más llamativo-, de incorporar sales a través de las branquias, a expulsarlas por esa misma vía. Lo de empezar a beber no es difícil; al fin y al cabo no es mucho más que un cambio de comportamiento. Lo de cambiar el volumen de orina eliminada, así como su concentración tampoco es tan complicado. Pero el tercer cambio sí es complejo.

Las branquias de los teleósteos de agua dulce incorporan iones sodio e iones cloruro, justo lo opuesto a lo que hacen las branquias de los marinos. Así pues, las branquias de los salmones deben realizar trabajos opuestos en uno y otro medio, trabajos que no pueden recaer en las mismas células branquiales. Por ello, para poder pasar de uno a otro medio han de generarse células nuevas, células que se ocuparán de expulsar las sales cuando se encuentren en el medio marino. Esas células se denomina “células de cloruro”. La generación de esas células, así como otras transformaciones ligadas a la transición al medio marino, se encuentran bajo el control de determinadas hormonas. Una vez que se han producido esos cambios, los salmones están en condiciones de viajar al mar. A esos salmones se les denomina “smolt”.

En la actualidad se dispone de conocimiento preciso acerca de todas estas cuestiones, ya que tal conocimiento ha resultado esencial para desarrollar con éxito el cultivo industrial de salmones. Anteriormente, cuando se desconocían las particularidades de la fisiología de estos peces o cuando se disponía tan solo de un conocimiento fragmentario, ocurrían con cierta frecuencia episodios de alta mortalidad en las factorías en las que se cultivaban. En el cultivo intensivo de salmones ha de reproducirse el ciclo de vida en su totalidad, razón por la que debe ejercerse un control estricto de la transición de agua dulce a agua salada en los estanques. Cuando no se conocía bien la biología de la especie, en ocasiones se cambiaba la salinidad demasiado pronto, cuando los salmones todavía no se encontraban preparados para la transición, por lo que los jóvenes parr morían en grandes cantidades. Por ello, hasta que no se identificaron con precisión los hitos y características de la transición parr-smolt, el cultivo de salmones no alcanzó el gran éxito del que goza. En estos momentos los salmones son los peces que se cultivan en mayor cantidad en el mundo, y en Europa representan la mitad de las ventas de peces cultivados.

La piel de los anfibios es muy permeable. De hecho, a esa gran permeabilidad deben las ranas su característica respiración cutánea. Pero a la vez, esa es también la razón por la que pueden llegar a perder mucha agua cuando se encuentran en el medio terrestre. La permeabilidad suele ser inespecífica; cuando un epitelio es permeable a una sustancia, lo más normal es que lo sea también a otras. Por esa razón, la piel de las ranas es permeable al agua de la misma forma que lo es a los gases. Si se modificasen sus características para hacerla impermeable al agua, ello conllevaría que también se haría impermeable a los gases, por lo que no podrían respirar a través de la piel.

En el medio terrestre, el riesgo de deshidratación es grande y, de hecho, es normal que los anfibios experimenten importantes pérdidas de agua. Para que nos hagamos una idea de la magnitud del problema que afrontan, baste decir que una rana pierde por evaporación un volumen de agua que es entre 40 y 50 veces mayor que el que pierde una lagartija de su misma masa, si se expone a ambas a las mismas condiciones atmosféricas de humedad y temperatura. Por ello, no debe sorprendernos que la mayoría de los anfibios tengan una gran tolerancia para con la deshidratación; el hecho es que pueden perder mucha más agua que cualesquiera otros vertebrados sin sufrir daño alguno por ello.

Esa gran tolerancia para con la deshidratación es debida, al menos en parte, al hecho de que los anfibios suelen tener lo que podrían considerarse depósitos internos de agua. El plasma sanguíneo, sin ir más lejos, es uno de esos depósitos. Habrá quien piense que en eso los anfibios no se distinguen de cualquier otro animal y que, por tanto, no representa ninguna característica diferencial del grupo. Pero no es así: los anfibios son realmente diferentes. De hecho, cuando se encuentran bien hidratados, la concentración osmótica del plasma de anfibios es muy baja, la más baja de todos los vertebrados. Lo que indica ese hecho es que el plasma contiene más agua que la que tendría cualquier otro vertebrado[1] y que, cuando se evapora el agua que hay en exceso, la concentración osmótica del plasma no alcanzaría valores demasiado altos. No es, pues, exagerado decir que los anfibios utilizan el plasma como depósito hídrico.

Pero las cosas no acaban ahí. Además del plasma, pueden hacer uso de otros depósitos. Uno de ellos es la vejiga urinaria, puesto que la propia orina puede constituir una fuente de agua. Lo cierto es que cuando la pérdida de agua no puede ser compensada bebiendo o incorporándola a través de la piel, pueden llegar a reabsorberla de la vejiga. En caso de gran necesidad, pueden llegar a recuperar hasta la mitad del agua de la orina. Por otro lado, la importancia de esa “función” de la vejiga queda claramente de manifiesto si comparamos anfibios de vida acuática con anfibios de vida terrestre. La capacidad de la vejiga de los anfibios acuáticos puede ser hasta 50 veces más pequeña que la de los anfibios terrestres.

Y por último, también la cavidad peritoneal (cavidad donde se alberga la masa visceral), puede ser utilizada por algunos anfibios para almacenar agua. Hasta tal punto puede ser importante ese depósito, que la rana australiana Cyclorana platycephalus adquiere una forma esférica cuando lo llena de agua. Y esto no es broma: ¡los nativos australianos utilizaban esta rana para beber!

Hay que decir que Cyclorana platycephalus es una rana muy especial. Siendo, como es, un anfibio, ha desarrollado unas adaptaciones impresionantes para hacer frente a la desecación. Porque en la estación seca, cuando se encuentra en situación crítica, recurre a una estrategia extraordinaria para afrontar la escasez de agua. Una vez ha consumido sus reservas de agua de la vejiga y del peritoneo, se entierra, cambia de piel y la cubre completamente de moco. La capa que la cubre se endurece y se impermeabiliza, y puede permanecer durante meses en su interior, hasta que llegue la lluvia.

Las ranas, si no es en los cuentos, no se transforman en princesas. Aunque si de transformaciones se trata, pocos grupos animales tienen una capacidad para transformarse como la de los anfibios. A lo largo de su vida experimentan, al igual que insectos, moluscos, crustáceos, cnidarios y equinodermos, una transformación radical. Es a lo que llamamos metamorfosis, un conjunto de cambios, anatómicos y fisiológicos, que sufren en la transición del estado larvario al estado adulto.

Una de las características de los anfibios como grupo es su gran dependencia del agua, aunque también hay excepciones a esta regla (ver “Ranas impermeables”). La dependencia del agua es muy estricta en la fase larvaria, una vez eclosionado el huevo, pues durante esa fase permanecen en medio líquido, y para más precisión habría que decir que permanecen en agua dulce; como se pudo ver en “La rana que come cangrejos”, las larvas de Fejervarya cancrivora, siendo así que los adultos viven en agua salobre o marina, depositan sus huevos en agua dulce y es en ese medio en el que viven las larvas hasta la metamorfosis.

Al ser el agua dulce el medio en que, sin excepción, viven los renacuajos, sus características anatómicas y fisiológicas son las propias de los animales adaptados a medios en los que el agua no es en absoluto limitante. Sin embargo, la situación cambia durante la metamorfosis, completamente además; para empezar, la forma cambia totalmente y también tienen lugar profundas transformaciones metabólicas, que son las que permitirán a los adultos adaptarse al medio que van a colonizar. Entre esos cambios metabólicos hay uno de particular importancia en relación con los problemas hídricos que se derivan de la transición al medio terrestre.

El hecho es que en agua dulce las larvas de los anfibios disponen de agua en abundancia, ya que su medio interno está más concentrado que el externo; se trata de una situación del todo equivalente a la de los peces de río (ver “Mira cómo beben los peces en el río…”). Pero al pasar al medio terrestre, el problema es justo el contrario, puesto que el riesgo que corren es el de perder una excesiva cantidad de agua. Por ello, han de procurar perder la mínima posible e incluso así, la mayoría permanece en zonas húmedas o donde hay agua abundante.

Pero además de eso, los anfibios también disponen de una adaptación escondida para ahorrar agua. Con la metamorfosis se produce un cambio en el modo de excreción de restos nitrogenados, ya que pasan de eliminar amonio a transformar ese amonio en urea. Se trata de un cambio que requiere una transformación metabólica de importancia, puesto que deben empezar a sintetizar cinco enzimas que son necesarias para producir la urea. Pero merece la pena tomarse la molestia, porque eliminando urea puede ahorrarse el 87% del agua que hubiera sido necesaria para excretar la misma cantidad de nitrógeno en forma de amonio. Y hay más; como vimos en “El mal olor de los tiburones”, cuando hay riesgo de desecación puede acumularse urea en el medio interno para contrarrestar ese riesgo. La urea funciona como cualquier otro soluto: se evapora menos agua de una disolución cuanto mayor es su concentración de solutos.

La rana Fejervarya cancrivora, a la que me referí en “La rana que come cangrejos”, también acumula urea en su sangre. La diferencia con otras ranas que recurren a la misma táctica es que en este caso de lo que se trata es de no perder agua por flujo osmótico, como hacen los tiburones (recordemos que Fejervarya cancrivora vive en agua marina o salobre) y en las otras ranas, se trata de no perderla por evaporación. Pero en ambos el problema a resolver es el mismo, evitar la desecación.

Lo que nos enseñan estos casos es que desde el punto de vista de la vida animal y lo que para esa vida representa el agua, los problemas a que deben hacer frente muchos animales que viven en el medio terrestre son del todo equivalentes a los que han de resolver los animales marinos.

Nota: Esta historia la he tomado de “Igela printze bihurtu?” escrita por M B Urrutia en Uhandreak.

Estas ranas quizás sustituyen la urea por otro soluto:

Los anfibios suelen encontrarse en enclaves bastante especiales, porque son muy especiales esos espacios mixtos, de transición, entre el medio acuático y el medio terrestre. Algunos, no obstante, no abandonan nunca el medio acuático y, por el contrario, también los hay cuyo modo de vida es principalmente terrestre, aunque casi todos han mantenido una gran dependencia del medio acuático. Por otro lado, el medio acuático con que se relacionan casi todas las especies de anfibios es el agua dulce. Pero hay, al menos, una excepción. Hay una rana que vive en agua salada o en agua salobre.

Se trata de una rana que vive en los manglares del sudeste asiático y que, para más señas, recibe el nombre científico de Rana cancrivora o Fejervarya cancrivora. La palabra cancrivora, en latín, quiere decir “comedora de cangrejos” y esa es la razón por la que se le ha otorgado tal nombre específico, porque se trata de una rana que se alimenta de animales de pequeño tamaño que viven en los manglares y entre ellos, parece ser que los cangrejos son los más abundantes. Esta rana sería una completa desconocida fuera de los manuales zoológicos o ecológicos más especializados si no fuese porque vive en los manglares y encontrarse, por ello, en aguas salobres.

El hecho de vivir en aguas salobres, con una concentración de sales (y osmótica) bastante alta, le plantea a la rana un problema de consideración. En principio, para poder mantener la concentración salina de su medio interno en los valores característicamente bajos de los vertebrados, la rana tiene dos opciones, la de los peces teleósteos marinos y la de los peces elasmobranquios marinos. De los teleósteos marinos me ocupé en una entrada reciente. Básicamente, lo que hacen es compensar la pérdida de agua bebiendo y expulsar las sales sobrantes. Los elasmobranquios, de los que también me ocupé en otra entrada reciente, siguen otra vía, puesto que mantienen su medio interno en equilibrio osmótico con el agua de mar acumulando un soluto orgánico (urea) en la sangre. De esa forma consiguen un equilibrio osmótico, pero sin elevar la concentración de sales inorgánicas.

Pues bien, Fejervarya cancrivora recurre a ambas estrategias. Los renacuajos se comportan del mismo modo a como lo hacen los peces teleósteos, regulando la concentración osmótica y salina de su medio interno y manteniendolas en valores relativamente bajos. Las ranas adultas, sin embargo, hacen lo que tiburones y mantas rayas. La única diferencia reseñable entre el comportamiento de los elasmobranquios y el de Fejervarya cancrivora es que ésta, en vez de reabsorber la urea en el riñón como hacen los peces, lo que hace es reducir su producción de orina.

Finalmente, merece la pena mencionar el hecho de que si bien puede considerarse una especie marina o de agua salobre, Fejervarya cancrivora no es totalmente independiente del agua dulce. Lo cierto es que deposita los huevos en agua de baja concentración osmótica y para efectuar la metamorfosis. No obstante, estos requerimientos no representan un problema de especial entidad, ya que en las zonas en que habita esta especie se producen lluvias intensas con frecuencia, por lo que abundan los charcos de agua dulce en su entorno.

Está claro que Fejervarya cancrivora tiene un ciclo de vida muy especial, y ello es debido a lo especial que es el medio en que vive. Pero también es cierto que ese medio es muy productivo, por lo que abunda el alimento en él, y a la rana comedora de cangrejos le resulta ventajoso vivir en él, aunque ello le haya supuesto tener que desarrollar un comportamiento tan singular.