A todo el mundo le gusta observar a los colibríes, pequeños seres de colores brillantes que revolotean alrededor de las flores y defienden a capa y espada el dominio sobre un comedero.
Animación suspendida nocturna, una dieta (casi) exclusivamente a base de azúcar, la habilidad de volar hacia atrás y largas migraciones: todo ello demuestra que estas diminutas aves son poderosas
A todo el mundo le gusta observar a los colibríes, pequeños seres de colores brillantes que revolotean alrededor de las flores y defienden a capa y espada el dominio sobre un comedero.
Pero para los científicos que los estudian, los colibríes son mucho más que un espectáculo entretenido. Su pequeño tamaño y su ardiente metabolismo hacen que vivan al filo de la navaja, a veces necesitando apagar su cuerpo casi por completo solo para conservar la energía suficiente para sobrevivir la noche —o para migrar miles de kilómetros, a veces a través del océano.
Su dieta rica en néctar provoca niveles de azúcar en sangre que pondrían a una persona en coma. Y su vuelo en zigzag a veces genera fuerzas g tan altas que harían perder el conocimiento a un piloto de combate. Cuanto más miran los investigadores, más sorpresas esconden sus diminutos cuerpos, los más pequeños del mundo aviar.
“Son el único pájaro del mundo que puede volar boca abajo y al revés” dice Holly Ernest, ecologista conservacionista de la Universidad de Wyoming. “Beben azúcar puro y no mueren de diabetes”.
Ernest es una de los pocos investigadores que estudian cómo los colibríes hacen frente a las exigencias extremas de su estilo de vida. Esto es lo que los científicos han aprendido sobre las singulares adaptaciones de los colibríes.
Poner manos a la obra
Durante años, la mayoría de los investigadores habían supuesto que los colibríes pasaban solo un 30% del día dedicados a la intensa actividad energética de revolotear de flor en flor y engullir néctar, mientras descansaban la mayor parte del tiempo restante. Pero cuando la ecóloga fisiológica Anusha Shankar se fijó con más detalle, descubrió que a menudo trabajan mucho más que eso.
Shankar, que ahora trabaja en el Instituto Tata de Investigación Fundamental de Hyderabad (India), intentó averiguar cómo pasan el día los colibríes de pico ancho del sur de Arizona. Utilizando una combinación de métodos experimentales, midió la tasa metabólica de las aves durante diversas actividades y calculó su gasto energético diario total. Añadiendo datos publicados anteriormente, Shankar pudo calcular el costo energético por minuto de posarse, volar y revolotear —básicamente, las tres opciones que tiene un ave para pasar el tiempo.
Luego dedujo cuánto tiempo debían pasar las aves alimentándose y cuánto posándose a lo largo del día.
“Acabamos descubriendo que es muy variable”, afirma Shankar. Al principio del verano, cuando abundan las flores, las aves pueden satisfacer sus necesidades energéticas diarias con unas pocas horas de alimentación y pasar hasta el 70% del día posadas. Pero cuando las flores empezaron a escasear, tras la llegada de las lluvias monzónicas estivales, las aves de un lugar solo se posaban el 20% del tiempo y dedicaban el resto del día a alimentarse.
“¡Eso son 13 horas al día!”, dice Shankar. “Es imposible que yo pueda pasarme 13 horas al día corriendo. No sé cómo lo hacen”.
Bajar la temperatura
Los colibríes tienen un truco que les ayuda a agotar sus reservas de energía: cuando un ave está en peligro de quedarse sin energía, puede volverse letárgica o tórpida por la noche, bajando su temperatura corporal casi hasta la del aire circundante —a veces solo unos pocos grados por encima del punto de congelación. Mientras está en torpor, el ave parece casi comatosa, incapaz de responder rápidamente a los estímulos y respirando solo de forma intermitente. Shankar ha calculado que esta estrategia puede ahorrar hasta un 95 % de los costos metabólicos por hora durante las noches frías. Eso puede ser esencial tras días en los que un ave se ha alimentado menos de lo habitual, como después de una tormenta. También ayuda a las aves a ahorrar energía para engordar antes de la migración.
Shankar está estudiando ahora qué partes de su fisiología priorizan los colibríes durante el letargo, observando de qué productos genéticos no pueden prescindir. “Si eres un colibrí que funciona al 10% de su metabolismo normal, ¿qué es ese 10% que te mantiene vivo?”, se pregunta.
Un conjunto de genes que las aves parecen dejar intactos son los responsables de su reloj interno. “Es importante que hagan las cosas en el momento adecuado cuando están en letargo”, afirma Shankar. Por ejemplo, para estar preparadas para afrontar el día, las aves empiezan a despertar de su letargo una hora antes del amanecer, mucho antes de las señales luminosas visibles.
Lidiar con el azúcar
Para alimentar su altísimo metabolismo, los colibríes ingieren cada día alrededor del 80% de su peso corporal en néctar. Eso equivale a que una persona de 68 kilos beba casi 100 Coca-Colas de 600 mililitros al día —y el néctar suele ser mucho más dulce que un refresco.
El intestino humano es incapaz de absorber el azúcar con tanta rapidez, razón por la cual consumir demasiados refrescos o polvorones altera el estómago, explica Ken Welch, fisiólogo comparativo de la Universidad de Toronto, en Scarborough. Los colibríes hacen frente a la embestida con intestinos permeables, de modo que los azúcares pueden entrar en el torrente sanguíneo entre las células intestinales en lugar de solo a través de ellas. De este modo, el azúcar sale del intestino rápidamente, antes de que pueda causar trastornos. Este transporte rápido, y probablemente otras adaptaciones, permite a los colibríes alcanzar niveles de azúcar en sangre hasta seis veces superiores a los de las personas, afirma Welch.
Tanta azúcar en la sangre provoca graves problemas fisiológicos en las personas. Provoca que más moléculas de azúcar se adhieran a las proteínas corporales, un proceso conocido como glicación; a largo plazo, el exceso de glicación causa muchas de las complicaciones de la diabetes, como daños en los nervios. Según Welch, aún no está claro cómo evitan los colibríes los problemas de la glicación, pero empiezan a surgir pistas. Un estudio, por ejemplo, descubrió que las proteínas de las aves contienen menos aminoácidos propensos a la glicación que las proteínas de los mamíferos, y los que quedan suelen estar escondidos en el interior de la proteína, donde están menos expuestos a los azúcares circulantes.
Otras estrategias aún desconocidas para hacer frente a los niveles elevados de azúcar en sangre podrían algún día reportar beneficios prácticos para el control de la diabetes en las personas. “Podría haber una mina de oro en el genoma del colibrí”, afirma Welch.
Cambio metabólico
Al final de su ayuno nocturno, un colibrí casi ha agotado sus reservas de azúcar —lo que plantea un desafío metabólico opuesto. “¿Cómo se despierta y vuela?”, pregunta Welch. “No hay nada más que grasa disponible para quemar”.
Según él ha descubierto, los colibríes han evolucionado para cambiar su metabolismo de la quema de azúcar a la quema de grasa. “Esto requiere un enorme cambio en las vías bioquímicas implicadas”, afirma Welch, y ocurre en cuestión de minutos, mucho más rápido de lo que pueden hacerlo otros organismos. “Si pudiéramos tener ese tipo de control sobre nuestro uso del combustible, nos encantaría”.
Ahorrar agua, ¿o no hacerlo?
El azúcar no es el único reto que plantea una dieta rica en néctar. Al fin y al cabo, el néctar es sobre todo agua —y las aves que beben tanto líquido deben deshacerse de la mayor parte, sin perder electrolitos. Por ello, los riñones de los colibríes están muy adaptados para recapturar los electrolitos antes de excretarlos. “Orinan casi agua destilada”, afirma Carlos Martínez del Río, ecofisiólogo ya jubilado de la Universidad de Wyoming.
Pero eso conlleva otro problema: si un colibrí siguiera produciendo orina diluida durante la noche, moriría de deshidratación antes de la mañana. Para evitarlo, los colibríes apagan sus riñones cada noche. “Entran en lo que, en un humano, se consideraría insuficiencia renal aguda” dice Martínez del Río. “Los colibríes tienen que hacer esto, o morirían meados”.
Volar alto (gradualmente)
Las exigencias metabólicas de un colibrí son suficientemente duras a nivel del mar. Pero muchas especies viven a gran altitud, donde el aire contiene menos oxígeno y ofrece menos resistencia al planear. Por ejemplo, el colibrí gigante, el más grande del mundo, puede vivir en la cordillera de los Andes a más de 4.000 metros de altura, más de lo que pueden volar muchos helicópteros. Para hacer frente a estas condiciones, las aves han desarrollado una sangre más rica en hemoglobina, dice Jessie Williamson, ornitóloga de la Universidad de Cornell.
Pero algunas aves se enfrentan a un reto aún mayor, como descubrió Williamson. Los colibríes gigantes son lo bastante grandes como para que los investigadores puedan colocarles etiquetas de seguimiento satelital, así como geolocalizadores más pequeños. Así que Williamson y sus colegas decidieron colocarles rastreadores. Tras miles de horas intentando capturarlos con redes, los investigadores consiguieron colocar rastreadores a 57 aves con arneses hechos a medida con cuerda elástica de joyería.
Aunque solo recuperaron datos de seguimiento de ocho aves, incluso esa pequeña muestra deparó una gran sorpresa: algunas de las aves vivían en las alturas de los Andes durante todo el año, mientras que otras —que resultaron ser una especie distinta, hasta ahora no conocida— migraban anualmente a los Andes desde las zonas de cría a lo largo de la costa de Chile. Esto significa que no solo se enfrentan a los retos obvios de una larga migración —un viaje de ida y vuelta de unos 8.000 kilómetros—, sino también a la necesidad de adaptarse a un aire menos denso durante el trayecto.
¿Su secreto? Hacerlo gradualmente. “Se parece mucho a cómo los alpinistas humanos logran llegar a la cumbre del Everest, con ráfagas de escalada y pausas para aclimatarse”, dice Williamson. “El viaje dura meses”. A medida que la tecnología de seguimiento se hace más ligera y barata, investigadores como Williamson esperan poder seguir también a especies de colibríes más pequeñas. Ello, junto con otros avances en la tecnología de investigación, puede deparar muchas nuevas sorpresas sobre la biología de estos diminutos y asombrosos pájaros.
Artículo traducido por Debbie Ponchner.
Este artículo apareció originalmente en Knowable en español, una publicación sin ánimo de lucro dedicada a poner el conocimiento científico al alcance de todos.
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