Dulces de sal de la vida acuática

2008/02/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Aunque ambas son zonas acuáticas, existe una gran diferencia entre vivir en aguas marinas saladas o en aguas dulces de ríos y lagos. Precisamente esa es la diferencia más importante, ser salada o dulce. La concentración de sales en el medio condiciona mucho la vida.

Si hacemos un esquema muy simple de los seres vivos, podemos decir que son una solución acuosa rodeada de una membrana --corteza corporal -. Y para seguir viviendo es necesario mantener las concentraciones de esta solución dentro de un rango estrecho (homeostasis). Es decir, los seres vivos deben mantener su entorno interior lo más estable posible.

Sin embargo, en muchas ocasiones, las condiciones del medio exterior son muy diferentes del medio interior de los seres vivos. Casi todos los animales vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) presentan la misma concentración de sales en sangre: 0,9%. La concentración de sales en el mar es del 3,5% y la de agua dulce no llega al 0,1%. Por tanto, en muchos casos, los seres vivos que hemos definido como disolución viven en otra solución de concentraciones muy diferentes.

Y entre disoluciones de diferente concentración siempre existe una tendencia natural a igualar concentraciones. Para ello, por un lado, los solutos tienden a moverse de un lugar más concentrado a otro menos concentrado. Se llama difusión. Y por otro lado, la ósmosis, es decir, cuando hay una membrana semifiltrante intermedia que deja pasar el agua, pero no el soluto-- el agua pasa por una pequeña concentración de solutos a una alta concentración. O lo que es lo mismo, la ósmosis es la difusión del agua.

Nosotros también percibimos los efectos de la ósmosis en nuestra piel. Si pasamos demasiado tiempo en la ducha, por ejemplo, el agua dulce tiene menor concentración de sal que nosotros, por lo que la piel absorbe el agua y salimos con los dedos arrugados. Cuando nos bañamos en el mar, la piel pierde agua y luego la notamos seca y tensa.

Lucha contra el entorno

Así, muchos animales acuáticos tienen un problema que resolver con la salinidad o la falsedad. Algunos, como la mayoría de los invertebrados marinos, solucionan este problema de la forma más sencilla: presentan la misma concentración salina del medio en los fluidos interiores. Se dice que estos seres son osmoconformistas; si la concentración del medio cambia, su cuerpo cambia de la misma manera. Por ello, en general, no son capaces de soportar cambios y deben vivir en medios estables (en el mar).

Sin embargo, muchos otros animales son osmoreguladores: su concentración de sales en su cuerpo es diferente a la del exterior. Como ya se ha comentado, prácticamente todos los vertebrados marinos mantienen el cuerpo en casi una cuarta parte de la concentración salina ambiental. Por eso se dice que son hipoosmóticas. Y la mayoría de los animales de agua dulce son hiperosmóticos con el medio, debido a su mayor concentración de sales que el medio.

Los animales que viven en aguas dulces tienden, por tanto, a tomar agua y a perder sales --por ósmosis y difusión-. Y deben afrontar esta tendencia para mantener las condiciones del medio interior. El agua que entra pasivamente es eliminada por el sistema de excreción. Los riñones de los peces de agua dulce producen orina muy diluida, eliminando así el agua sobrante. Para compensar la pérdida de sales, por un lado, se obtienen de la comida y, por otro, se absorben activamente contra el gradiente, disipando energía. Esto ocurre, por ejemplo, en las branquias de peces y en las proximidades del opérculo, así como en la piel de los anfibios.

En el mar, al margen de los invertebrados osmocosmonformistas, los vertebrados tienen un problema contra el agua dulce. Tienden a deshidratarse y las sales penetran exteriormente al medio interior por difusión. Existen diferentes estrategias para afrontar este problema.

Los elasmobranquios (tiburones, peces...) en lugar de expulsar la urea, la acumulan en los fluidos del cuerpo. En la mayoría de los vertebrados, esta concentración de urea afectaría negativamente a las proteínas, pero los elasmobranquios acumulan también óxido de trimetilamina, que protege las proteínas frente a la urea. Estos compuestos consiguen la misma concentración osmótica que el agua de mar en fluidos interiores, evitando así la pérdida de agua por ósmosis. Sin embargo, se les inyectan electrolitos inorgánicos por difusión (Na + y Cl -, principalmente) que tienen una glándula especial de expulsión en el recto.

La concentración osmótica interna del resto de peces marinos (teleósteos) es casi cuatro veces menor que la del mar, por lo que tienden a perder agua. Por ello, producen orina concentrada en los riñones para reducir la pérdida de agua. Sin embargo, siguen perdiendo agua --sobre todo por las branquias - y para solucionarlo tienen que beber. Absorben entre el 70% y el 80% del agua de bebida y pasa a la sangre. Pero el agua que beben es, claro está, salada, por lo que deben eliminar activamente esa sal gracias al trabajo de los riñones, por un lado, y desde las branquias, trabajando contra los peces de agua dulce. Finalmente, gracias al trabajo de los riñones y las branquias, el resultado es la retención de agua.

Los reptiles marinos y las aves tienen glándulas salinas como los tiburones alrededor de las fosas nasales. Estas glándulas producen y expulsan una solución concentrada de Na + - y Cl. Gracias a estas glándulas, reptiles marinos y aves pueden beber agua salada del mar.

Por el contrario, los mamíferos marinos carecen de glándulas salinas o mecanismos especiales de eliminación de sales. Por ello, no pueden beber agua de mar o al menos lo menos lo menos posible. Así, aunque están rodeados de agua, tienen un problema similar al de los animales desérticos. Para combatirlo, tienen unos riñones muy eficaces y son capaces de producir orina muy concentrada. Además, además de obtener agua de los alimentos, tienen un metabolismo adaptado para beneficiarse del agua metabólica (agua obtenida como producto final del metabolismo).

En dos aguas

No todos los animales acuáticos tienen la misma capacidad de adaptación a la concentración salina del medio. Algunas son estenohalinas: el atún y el pez oro sólo pueden vivir en un estrecho margen de salinidad. Otras son las lluvias halinas, que pueden soportar tramos de salinidad más amplios, desde el agua dulce hasta el agua salada del mar.

Las lluvias fluviales suelen habitar en zonas de encuentro entre ríos y mares. En estas zonas las condiciones son muy variables. Pero también hay gente que pasa de una a otra. El salmón y la lamprea nacen en el río y se dirigen al mar para regresar al río para reproducirse. Las anguilas, por su parte, hacen lo contrario: nacen en el mar, crecen en el río y vuelven al mar.

Los animales que realizan este tipo de migraciones deben cambiar totalmente su fisiología y comportamiento para pasar de un medio a otro. Por ejemplo, cuando un salmón está en agua dulce, prácticamente no bebe -que entra en la comida- y sus riñones producen abundante orina diluida. Pero a medida que el salmón joven se acerca al mar, empieza a beber y los riñones producen cada vez menos orina y más concentrada. Además, el mecanismo de penetración de las sales de las branquias comienza a funcionar al revés, extrayendo al exterior las sales que antes introducía.

Estos cambios se producen de forma gradual y durante esos días o semanas los salmones jóvenes se encuentran en las bocas de los ríos, en aguas cada vez más saladas. Una vez preparados, se sumergen en el mar, donde permanecen varios años. Después, cuando el salmón maduro está preparado para reproducirse, vuelve a la boca del río donde nació y invierte los cambios realizados cuando era joven, recuperando las capacidades de la juventud para volver a subir el río.