La capacidad de generar una cantidad sustancial de calor como subproducto de la actividad celular, aun con el cuerpo en reposo, se conoce como endotermia. Además de esa capacidad, muchos mamíferos tenemos la de regular nuestra temperatura corporal para mantenerla dentro de márgenes bastante estrechos a pesar de los cambios en la temperatura ambiente; a esto se le llama homeotermia.
La mayoría de los mamíferos poseemos ambas capacidades y mantenemos una temperatura corporal constante de alrededor de 37 grados Celsius. No sale barato; para conseguirlo, nos vemos obligados a ingerir bastante más alimentos que, digamos, los reptiles o los anfibios. Pero tiene sus ventajas.
La endotermia, junto con el aislamiento que aportan la piel gruesa o el pelambre, permite a la generalidad de los mamíferos mantener homeóstasis térmica en una amplísima variedad de temperaturas ambiente. Como resultado, hemos podido prosperar en condiciones de frío extremo o de grandes variaciones de temperatura, así como en nichos nocturnos de los que otros grupos de vertebrados están por lo general excluidos.
Para mantenerse caliente hay que comer todo el día
Más todavía, a juzgar por varios estudios recientes, es probable que la endotermia y la homeotermia nos ayuden a protegernos de las micosis (los padecimientos provocados por hongos). En verdad, ésta pudiera ser la clave del origen evolutivo de dichas capacidades fisiológicas, el cual hasta ahora no se ha explicado de manera satisfactoria.
En 2009, los investigadores Arturo Casadevall y Vincent Robert dieron a conocer en el Journal of Infectious Diseases los resultados de un trabajo en el que midieron la tolerancia térmica de 4,802 cepas de hongos de 144 géneros y encontraron que la mayoría no pueden vivir a las temperaturas corporales de la gran mayoría de los mamíferos. Cada vez que los investigadores elevaron la temperatura un solo grado Celsius, a partir de 30° C y hasta 40° C, otro 6 por ciento de las especies de hongos sometidas al experimento ya no pudieron crecer.
Hay alrededor de millón y medio de especies en el reino fungi. De ellas, apenas unos cientos son capaces de provocar enfermedades en mamíferos. Las micosis en los seres humanos son a menudo el resultado de deficiencias inmunológicas. Las candidiasis eran raras hasta mediados del siglo XX, cuando la introducción de los antibióticos trajo consigo la alteración de la flora bacteriana. Otras micosis han proliferado recientemente asociadas al síndrome de la inmunodeficiencia humana. En contraste, se calcula que 270,000 especies de hongos son capaces de provocar enfermedades en plantas y unas 50,000 especies infectan a insectos.
“Dado que la mayoría de las especies de hongos crecen mejor a temperatura ambiente, la temperatura corporal elevada de los animales endotérmicos debe proveer una barrera térmica contra la infección de un gran número de hongos”, explica el doctor Casadevall. “Las micosis son relativamente comunes en aves, pero la mayoría son causadas por unas cuantas especies de hongos termotolerantes”.
La endotermia y la homeotermia de los mamíferos, al parecer, crean una zona de exclusión térmica. La fiebre —cuyo origen evolutivo es otro de los misterios de la biología— bien puede ser un mecanismo para ampliar la zona de exclusión térmica en momentos críticos.
Por el contrario, cuando la temperatura corporal de los mamíferos desciende, éstos se vuelven más susceptibles a las micosis. Así lo indicaría el hecho de que ciertos grupos de murciélagos se tornan susceptibles a la infección del hongo Geomyces destructans cuando hibernan y su temperatura baja de 40° C a alrededor de 7° C. El hongo no infecta a los murciélagos cuando éstos están activos, con su temperatura corporal normal. La infección con este hongo ha matado por lo menos a un millón de murciélagos en los Estados Unidos desde 2006. En su número de diciembre de 2010, National Geographic publica un artículo sobre esta mortandad inusual, el cual se puede leer en línea en este enlace.
Surge la pregunta: si tener una temperatura corporal relativamente elevada nos protege de las micosis, ¿por qué nuestros organismos no mantienen una temperatura todavía más alta? Casadevall y otro investigador, Aviv Bergman, intentaron responder a esta pregunta aplicando un modelo matemático. Los resultados se publicaron el 9 de noviembre de 2010 en la revista en línea mBio. Éste es el enlace.
La idea fue encontrar la temperatura ideal que equilibrara el beneficio de combatir a los hongos patógenos con el costo energético de mantener una temperatura corporal relativamente elevada. Su conclusión es que el punto óptimo es 36.7° C. “Si pasáramos de ahí, gozaríamos de mayor protección, pero tendríamos que comer muchísimo más”, explica Casadevall.
Estas investigaciones ofrecen otra faceta fascinante. Como lo mencioné antes, los orígenes evolutivos de la endotermia y la homeotermia no están claros. Según Bergman y Casadevall, los resultados de su estudio prestan apoyo a la idea de que vencer la susceptibilidad a las micosis fue un elemento clave para que los mamíferos se impusieran en el Terciario y reemplazaran a los reptiles como los vertebrados terrestres dominantes.
“La protección contra las micosis pudo haber sido un poderoso mecanismo de selección a favor de la endotermia en ciertos vertebrados. La deforestación y la proliferación de esporas de hongos en el límite entre el Cretácico y el Terciario sugieren que quizá las micosis hayan contribuido a la extinción de los dinosaurios y el florecimiento de las especies mamíferas”, dice Casadevall.
Arturo Casadevall es profesor del Colegio Albert Einstein de Medicina (Nueva York) y encabeza su Departamento de Microbiología e Inmunología. Vincent Robert encabeza el grupo de bioinformática del Centro de Biodiversidad Fungal (Utrecht, Países Bajos). Aviv Bergman es también profesor en el Colegio Albert Einstein de Medicina y encabeza su Departamento de Sistemas y Biología Computacional.
La fotografía que ilustra este artículo es obra de Gilles Gonthier, quien la publicó en Flickr bajo una licencia Atribución de Creative Commons.
Referencias:
Aviv Bergman y Arturo Casadevall, “Mammalian endothermy optimally restricts fungi and metabolic costs”, mBio 1(5):e00212-10. doi:10.1128/mBio.00212-10.
Vincent A. Robert y Arturo Casadevall, “Vertebrate endothermy restricts most fungi as potential pathogens”, The Journal of Infectious Diseases, 2009; 200:1623–6.
John A. Ruben, “Evolution of endothermy in mammals, birds and their ancestors”, en Animals and Temperature. Compilado por Ian A. Johnston y Albert F. Bennett. Society for Experimental Biology Seminar Series (No. 59). Cambridge University Press, 1996.
Maestra Delia 