Antonio Figueras Huerta, Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC)
Imagine tener que aguantar la respiración mientras nada hasta el supermercado, duerme, da a luz o cría a sus hijos. Un escenario imposible que es la realidad cotidiana de ballenas, delfines, focas y manatíes. Estos mamíferos marinos comparten los rasgos fundamentales de todos los mamíferos –pulmones, sangre caliente, pelo (al menos, en alguna etapa de la vida) y leche para alimentar a sus crías–, pero viven en un mundo donde el oxígeno escasea y cada respiración debe ser gestionada de manera consciente.
¿Cómo sobrevivir permanentemente en el agua sin dejar nunca de ser animales que dependen del aire? Para lograrlo, han reinventado la respiración, el sueño, la reproducción y el control cardiovascular. Sus cuerpos condensan 50 millones de años de innovación evolutiva y son una lección sobre la extraordinaria capacidad de la vida para adaptarse.
Orificios nasales: la respiración rediseñada
La adaptación más visible es el espiráculo. Lo que comenzó como orificios nasales frontales en mamíferos terrestres migró, a lo largo de decenas de millones de años, hasta la parte superior de la cabeza de delfines y ballenas. Este cambio ahorra una enorme cantidad de energía: en lugar de levantar toda la cabeza fuera del agua, un delfín puede respirar exponiendo solo una pequeña parte de su cuerpo.
Pero el espiráculo es mucho más que una nueva ubicación. Es una válvula muscular que se cierra herméticamente bajo el agua. A diferencia de los humanos, los delfines y las ballenas no respiran de manera automática. Cada inhalación y exhalación es un acto deliberado y controlado. https://www.youtube.com/embed/evOzAEYIsMY?wmode=transparent&start=0 Respiración de las ballenas.
Pulmones que son ejemplo de eficiencia
Cuando salen a la superficie, los mamíferos marinos respiran con una eficiencia extraordinaria. Los humanos intercambiamos alrededor del 10–15 % del aire de nuestros pulmones en cada respiración. Las ballenas y los delfines pueden reemplazar hasta el 90 %. Sus pulmones están diseñados para una “ventilación explosiva”, vaciándose y llenándose en menos de un segundo. Se han medido flujos de aire en delfines que superan los 160 litros por segundo.
Esto no es solo velocidad, sino estrategia. Al intercambiar casi todo el aire de sus pulmones, maximizan la captación de oxígeno y reducen al mínimo el tiempo que necesitan pasar en la superficie.
¿Por qué no se ahogan?
Vivir bajo el agua con pulmones conlleva un riesgo constante: el ahogamiento. Para evitarlo, los delfines han desarrollado una separación casi completa entre sus vías respiratorias y digestivas. Su laringe se curva en un ángulo pronunciado, lo que permite que los alimentos pasen por el esófago mientras el espiráculo se conecta directamente con la tráquea. No pueden respirar por la boca en absoluto.
La misma precisión se observa en la lactancia. Las madres producen una leche extraordinariamente grasa que puede ser expulsada directamente en la boca de la cría. Ésta forma un sello hermético con los labios, evitando la entrada de agua salada, mientras la leche espesa resiste la dispersión en el agua.
Abrazar el colapso pulmonar
Durante las inmersiones profundas, los mamíferos marinos afrontan presiones que aplastarían a un buceador humano. Sin embargo, su estrategia no consiste en resistir la presión, sino en aprovecharla
Al descender, el aire es expulsado de los diminutos alveolos donde ocurre el intercambio gaseoso y se traslada a las vías respiratorias reforzadas que no transfieren nitrógeno a la sangre. Este colapso controlado del pulmón impide la acumulación de nitrógeno y evita la enfermedad por descompresión o “mal de los buzos”. A la vez, permite conservar oxígeno para los órganos vitales.
Dormir con medio cerebro
Dado que la respiración es voluntaria, el sueño plantea un desafío único. Los delfines y las focas lo resuelven con el sueño de ondas lentas unihemisférico. La mitad del cerebro duerme mientras la otra mitad permanece lo suficientemente despierta como para controlar la respiración y el movimiento.
En los delfines mulares, cada hemisferio obtiene unas cuatro horas de sueño de ondas lentas al día. El lado despierto del cerebro les permite salir a la superficie para respirar y mantenerse vigilantes ante los depredadores. El sueño REM —la fase de los sueños en los humanos— está prácticamente ausente, lo que sugiere que los mamíferos marinos han redefinido el concepto mismo de dormir.
Nacimiento y primeros pasos de vida
Incluso la reproducción ha tenido que reinventarse. Las crías de ballenas y delfines suelen nacer de cola, lo que reduce el riesgo de ahogamiento durante el parto. Las madres se colocan de manera que ayudan al recién nacido a alcanzar la superficie para su primera respiración.
Desde ese momento, la cría debe aprender a respirar conscientemente. La lactancia, con su sistema de leche grasa y sellado bucal –sus bocas forman una especie de ventosa que impide que se cuele agua del exterior–, permite un rápido crecimiento evitando que el agua salada entre en los pulmones.
El “interruptor maestro” cardiovascular
Estos animales dependen también de un poderoso reflejo fisiológico conocido como la respuesta de inmersión, o el “interruptor maestro de la vida”. Al bucear, su frecuencia cardiaca se reduce drásticamente –una orca puede bajarla a la mitad en solo 15 segundos– y el flujo sanguíneo se desvía hacia órganos vitales como el cerebro y el corazón.
Combinado con enormes reservas de oxígeno en la mioglobina –proteína que almacena y transporta oxígeno– de los músculos, esto permite que ballenas y focas permanezcan sumergidas durante largos periodos, incluso más de una hora en algunas especies.
Lecciones para humanos
Estas adaptaciones no solo son fascinantes: podrían tener aplicaciones en medicina humana. El colapso pulmonar de los mamíferos buceadores evita las rupturas alveolares que sufren algunos pacientes con respiración asistida. Además, sus proteínas surfactantes permiten reabrir los alveolos de forma segura, lo que podría inspirar tratamientos para el fallo respiratorio.
Todos estos sistemas finamente ajustados son, sin embargo, vulnerables. El cambio climático, la contaminación, la sobrepesca y, especialmente, el ruido submarino generado por barcos y sonares, pueden interferir en sus procesos fisiológicos. Alteraciones en sus patrones de buceo o estrés prolongado pueden aumentar el riesgo de embolias gaseosas y varamientos.
Proteger a los mamíferos marinos implica no solo conservar sus hábitats, sino también comprender y respetar las adaptaciones evolutivas que les permiten vivir entre dos mundos: atados para siempre al aire, pero dueños del océano.
Antonio Figueras Huerta, Profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC)
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
