Lorenzo de Medici quiso emular al gran César, pues deseaba tener ante los florentinos el mismo prestigio y auctoritas que el que César tenía ante los romanos. Aunque no se sabe con total seguridad, parece ser que la jirafa se la regaló el sultán mameluco de Egipto al-Ashraf Qaitbay, ya que quería conseguir el apoyo de los Medici frente a los otomanos. La jirafa tuvo un éxito enorme entre los florentinos; tal fue su impacto en Florencia que hasta los artistas de la época dejaron constancia gráfica de la misma en algunas obras: la obra conocida como “La recolección del maná” de Il Bacchiacca es un buen ejemplo de ello, pero no el único.

Pero la pobre jirafa tuvo mala suerte. Aunque prepararon para ella un establo especial, un mal golpe contra una de las vigas, le produjo una rotura de cuello y la muerte. Por lo visto, las vigas no se encontraban a la altura que habría sido necesaria. Al fin y a la postre, la jirafa es el animal más alto que existe. Los machos de la especie pueden alcanzar los 900 kg de peso y los 5’5 m de altura. Su característica más notable, y conspicua, es la longitud de su cuello. Gracias a esas dimensiones las jirafas pueden alcanzar hojas situadas en ramas a las que no puede acceder ningún otro animal que carezca de la facultad de volar.

El tener un cuello tan largo tiene algunas consecuencias que merecen atención. De entrada, para bombear sangre a tanta altura se requiere una bomba muy poderosa. El corazón de las jirafas es verdaderamente grande y fuerte: tiene 12 kg de masa, 60 cm de longitud y paredes de 7’5 cm de grosor. Desarrolla un trabajo impresionante, y la presión arterial en la aorta es el doble de la que se produce en la aorta de cualquier otro mamífero.

El caso es que esa presión tan alta podría resultar un inconveniente grave para los órganos y extremidades que se encuentran por debajo del corazón, pues se encuentran sometidos a una presión hidrostática interna muy alta. De hecho, en cualquier otro animal, esa presión en las extremidades provocaría que el plasma sanguíneo se filtrase desde los capilares hacia las células de los tejidos. Eso no ocurre en las jirafas, claro, porque las paredes de sus vasos sanguíneos son muy gruesas, así como el tejido conjuntivo y la propia piel. La piel de las jirafas es semejante al tejido de los trajes g de los pilotos, y gracias a ello neutraliza los posibles efectos de la alta presión sanguínea. Gracias a eso, la sangre no se acumula en las patas y no se produce edema.

Pero, ¿qué ocurre cuando baja la cabeza para beber? ¿no se le acumula la sangre en la cabeza? ¿no ejerce una presión intolerable sobre el cerebro? No se le acumula, no; para evitarlo cuentan con un dispositivo especial, en el cuello, para más señas. Se trata de un dispositivo que no es exclusivo de las jirafas, sino que consiste en un sistema con el que contamos todos los mamíferos, pero adaptado de manera que sirve para resolver este problema en particular. Me estoy refiriendo a la “rete mirabile”, -la red maravillosa-, que tenemos bajo la cabeza. Aquí ya hemos visto otras redes maravillosas como esa; los atunes, por ejemplo, la utilizan para mantener caliente la musculatura natatoria y desarrollar así más trabajo, y muchos otros vertebrados, -nosotros entre ellos-, la utilizan (utilizamos) para refrigerar la sangre que va al cerebro[1].

El caso es que en las jirafas la rete mirabile cumple una función completamente diferente. La forman numerosos vasos sanguíneos y puede llegar a alojar volúmenes de sangre muy variables. Gracias a esa flexibilidad, al bajar la cabeza, los vasos de la red se llenan de sangre e impiden que un volumen excesivo de sangre provoquen una presión intolerable sobre el cerebro; al alzar de nuevo la cabeza, los vasos de la red se vacían. En esa tarea participan unas válvulas que tienen un cometido de gran importancia, pues gracias a ellas se ejerce un estricto control sobre el flujo de sangre. La rete mirabile, en este caso, ejerce una función tamponadora de la presión hidrostática.

Quien haya cogido en sus manos un pajarillo o un ratón se habrá percatado de que su corazón late a un ritmo muy rápido. Se contrae a una altísima fecuencia. Parte de la culpa la tendrá, quizás, el encontrarse en las manos de un animal mucho más grande: no debe de resultar nada tranquilizador ese estado. Pero incluso si descontásemos ese factor, el ritmo al que late el corazón del pajarillo o el ratón es altísimo.

Si, por el contrario, auscultásemos a un elefante, enseguida nos percataríamos de que su corazón va muy despacio. Hay una diferencia enorme entre el latido de un gorrión y el de un elefante, y eso ocurre porque la frecuencia a la que late un corazón depende del tamaño del animal. Los de animales pequeños laten muy rápido y lo contrario ocurre con los corazones de los animales grandes. Así pues, el metabolismo no es la única función que varía con el tamaño; de hecho, tasa metabólica y frecuencia cardíaca varían con el tamaño del mismo modo, de acuerdo con la misma función. La relación entre la frecuencia de latido (f_h: min^-1) de un mamífero y su tamaño (W: kg) es la siguiente: f_h = 241 x W^-0’25.

La musaraña etrusca es el mamífero más pequeño que se conoce. Tiene 2 g de masa y para que nos hagamos una idea de su tasa metabólica, baste con el dato de que necesita comer al día 2’6 g de alimento. Esto es, come cada día una cantidad equivalente al 130% de su masa, y hay que tener en cuenta que su dieta la componen insectos y pequeños gusanos.

El corazón de una musaraña etrusca late a una velocidad difícil de imaginar y difícil de creer: ¡1.200 latidos por minuto! Y eso gracias a que el corazón de la musaraña es relativamente grande; es muy pequeño, claro está, pero en comparación con su tamaño corporal es grande. En los mamíferos, el corazón viene a tener una masa que supone un 0’6% de la corporal. Si la musaraña etrusca tuviera un corazón en proporción, sería de 0’012 g, cuando en realidad es de 0’035 g, tres veces mayor. Pues bien, gracias a ese tamaño tan grande el corazón no se ve obligado a latir a una frecuencia de 3.500 min^-1 (latidos por minuto), frecuencia que, probablemente, no podría alcanzar. De esa forma, lo puede hacer a un ritmo tan bajo como los 1.200 min^-1, o lo que es lo mismo, ¡20 latidos por segundo!

Hoy empieza la Iditarod, la más prestigiosa y dura de las carreras de trineo. Los perros que participan en esa carrera son los mejores perros de trineo que existen, los más seleccionados y los mejor entrenados. Los perros de trineo son, seguramente, los mamíferos de mayor resistencia física. Toman parte en carreras de larga duración, -de tres días a dos semanas, con algunos intervalos de varias horas intercalados para el descanso-, y bajo condiciones térmicas extremas, siempre por debajo de los 0ºC.

El corazón de los perros de trineo es capaz de responder a un amplísimo rango de niveles de actividad. Late a 40-60 pulsaciones por minuto (min^-1) mientras duermen y alcanza frecuencias en el intervalo de 80 a 100 min^-1 al andar. La excitación propia de los instantes anteriores a comenzar una carrera eleva la frecuencia cardiaca a los 100-150 min^-1, y llega a 300 min^-1 en plena carrera. Son cifras asombrosas.

De entrada hay que decir que esos valores de frecuencia cardiaca corresponden a animales relativamente pequeños, de unos 25 kg, por lo que no son comparables con valores equivalentes a los de, por ejemplo, un ser humano de 75 kg. Por esa razón, para poder establecer comparaciones con datos que nos resultan más familiares, he calculado los valores que hubiesen correspondido a perros de 75 kg, siguiendo un procedimiento estándar, habitual en este tipo de comparaciones (*).

La frecuencia cardíaca correspondiente a un ejemplar de 75 kg en condiciones de reposo sería de 30-45 min^-1; en ese rango se encuentran las frecuencias de latido propias de deportistas de resistencia de alto nivel, como ciclistas y corredores de fondo. Por lo tanto, en lo relativo a las condiciones de reposo, el corazón de los perros de trineo funciona de un modo similar a como lo hace el de esos atletas de fondo.

Las cosas, sin embargo, cambian de manera notable cuando analizamos los valores que se registran en plena carrera (300 min^-1). La misma operación realizada antes nos da que la frecuencia que hubiera correspondido a un ejemplar de 75 kg es de 225 min^-1. Se trata de un valor muy alto. De hecho, el límite aeróbico de los ciclistas de fondo, por ejemplo, se encuentra en el entorno de 180 min^-1 (**); esto quiere decir que si el corazón ha de latir por encima de esa frecuencia, ello es indicativo de que una parte de la energía (ATP) ha de ser suministrada por vías anaerobias (fermentación láctica). Y sin embargo, a los perros de trineo no les ocurre tal cosa; es más, el metabolismo de estos perros en carrera viene a ser el 50% del metabolismo aeróbico máximo. Esto es, el corazón podría seguir aumentando su frecuencia de latido todavía más, y aun así, se encontraría lejos del límite aeróbico.

Lo que indican estos datos es que los perros de trineo tienen una capacidad metabólica impresionante. Al correr desarrollan una potencia enorme y a pesar de ello, todavía se enuentran lejos de la potencia máxima que podrían desarrollar. El corazón, su enorme versatilidad, es clave para poder desarrollar esa potencia, pero como veremos en las siguientes dos entradas, no es la única clave.

Hace casi medio siglo, un investigador de la Universidad de Duke, en los Estados Unidos, llevó un grupo de gorriones a un lugar que se encontraba a 6.100 m de altura. Aunque a esa altura hay menos de la mitad de oxígeno que a nivel del mar, resultó que los pajarillos se comportaron con absoluta normalidad. No pareció que la escasez de oxígeno tuviese efecto especial en ellos. A pesar del poco que había, de algún modo se las arreglaban para adquirir el oxígeno que necesitaban.

Junto a los gorriones, también llevó un grupo de ratones de tamaño similar al de aquéllos. Los ratones, sin embargo, mostraron un comportamiento radicalmente diferente. De hecho, no mostraron comportamiento alguno; quedaron tumbados, patas arriba, en estado semicomatoso.

El investigador pensó que los gorriones quizás tuviesen una hemoglobina de alta afinidad por el oxígeno, de manera que fuese capaz de captar una cantidad apreciable de oxígeno incluso bajo condiciones de tanta escasez. Al fin y al cabo, esa es una de las características en las que basan algunos mamíferos su capacidad para vivir en zonas muy altas (veasé la entrada “En la cordillera andina”). Sin embargo, no encontró diferencias significativas entre la afinidad de la hemoglobina de los gorriones y la de los ratones, por lo que las diferencias entre las dos especies debían radicar en el funcionamiento del sistema cardiovascular, del respiratorio, o de ambos a la vez.

En relación con el sistema cardiovascular hay que decir que las aves tienen el corazón de gran tamaño. El de un gorrión es tres veces más grande que el de un ratón. Por esa razón, en cada latido bombea mucha más sangre. Y además de eso, los pulmones de las aves son tremendamente eficaces, mucho más que los pulmones de mamíferos. Veamos, en primer lugar, cómo respiran los mamíferos, para así valorar mejor el modo en que lo hacen las aves.

En el pulmón de mamíferos el aire inspirado y el espirado se mueven por la misma vía; el flujo es bidireccional. Además, el pulmón no se vacía del todo al espirar; siempre queda un cierto volumen de aire sin desalojar. Por ello, el aire inspirado, cargado de oxígeno, se mezcla en la cavidad pulmonar con el que ha quedado, que tiene mucho menos oxígeno. Así pues, el aire cuyo oxígeno es tranferido desde el interior del pulmón hacia los capilares sanguíneos tiene una concentración de oxígeno significativamente menor que la atmosférica. Dado que la difusión desde un enclave a otro depende del gradiente (la diferencia de presiones parciales) de oxígeno entre ambos, esa difusión sería más intensa de lo que es si el contenido en oxígeno del interior pulmonar fuese como el del aire inspirado.

En las aves las cosas ocurren de otra forma. El aparato respiratorio de las aves es complejo pero, como se ha dicho, muy efectivo. En estos también se toma y se expulsa el aire por el mismo lugar, por la boca, pero el itinerario que sigue en el interior es bastante más intrincado. El aparato respiratorio de aves cuenta con cuatro sacos aéreos, y en cada movimiento respiratorio se produce un desplazamiento del aire inspirado de un saco a otro, de manera que va recorriendolos todos uno a uno. Entre dos de esos sacos se encuentran los bronquios, que tienen forma tubular y el aire pasa por esos tubos, siempre en el mismo sentido, sin que haya posibilidad de que se mezcle el aire inspirado con el espirado. Como consecuencia de ello, la presión parcial de oxígeno del aire que proporciona el oxígeno a los capilares bronquiales es bastante alta, lo que facilita considerablemente la transferencia. Por si eso fuese poco, la disposición física de bronquios y capilares también contribuye a facilitar esa transferencia.

Así pues, ya sabemos qué es lo que permite a los gorriones encontrarse tan cómodos a gran altura. En cierto modo podríamos decir que las aves se encuentran “preadaptadas” a vivir en lugares tan altos.