Euritérmica

Un euritérmico es un organismo , a menudo un endotermo , que puede funcionar en un amplio rango de temperaturas ambientales. ^{[ 1 ]} Para ser considerado un euritérmico, se deben considerar todas las etapas del ciclo de vida de un organismo , incluidas las etapas juvenil y larvaria . ^{[ 2 ]} Estos amplios rangos de temperaturas tolerables se derivan directamente de la tolerancia de las proteínas de un organismo euritérmico dado . ^{[ 3 ]} Ejemplos extremos de euritérmicos incluyen los tardígrados ( Tardigrada ), el pez cachorrito del desierto ( Cyprinodon macularis ) y los cangrejos verdes ( Carcinus maenas ), sin embargo, casi todos los mamíferos , incluidos los humanos , se consideran euritérmicos. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} La euritemia puede ser una ventaja evolutiva: las adaptaciones a temperaturas frías, llamadas euritemia fría, se consideran esenciales para la supervivencia de las especies durante las edades de hielo . ^{[ 7 ]} Además, la capacidad de sobrevivir en un amplio rango de temperaturas aumenta la capacidad de una especie para habitar otras áreas, una ventaja para la selección natural .

La euritmia es un aspecto de la termorregulación en los organismos. Contrasta con la idea de los organismos estenotérmicos , que solo pueden funcionar dentro de un rango relativamente estrecho de temperaturas ambientales. ^{[ 8 ]} Mediante una amplia variedad de mecanismos de adaptación térmica, los organismos euritérmicos pueden generar o expulsar calor para sobrevivir en frío o calor, respectivamente, o prepararse para temperaturas extremas. Se ha demostrado que ciertas especies euritérmicas poseen procesos únicos de síntesis de proteínas que las diferencian de especies relativamente estenotérmicas, pero por lo demás similares.

• Los tardígrados, conocidos por su capacidad de sobrevivir en casi cualquier entorno , son ejemplos extremos de euritérmicos. Ciertas especies de tardígrados, incluyendo Mi. tardigradum , pueden soportar y sobrevivir a temperaturas que van desde –273  °C (cerca del cero absoluto ) hasta 150  °C en su estado anhidrobiótico . ^{[ 5 ]}
• El pez cachorrito del desierto, un pez óseo raro que habita lugares como el delta del río Colorado en Baja California , pequeños estanques en Sonora, México , y zonas de drenaje cerca del mar de Salton en California , puede sobrevivir en aguas que oscilan entre 8º y 42  °C. ^{[ 4 ]}
• El cangrejo verde es una especie común de cangrejo litoral con una distribución que se extiende desde Islandia y el centro de Noruega en el norte hasta Sudáfrica y Victoria, Australia, en el sur, incluyendo regiones más templadas como el noroeste de África en el medio. ^{[ 6 ]} Se ha demostrado que el cangrejo verde sobrevive en aguas al menos tan frías como 8  °C y al menos tan cálidas como 35  °C. ^{[ 1 ]}
• Las coníferas caducifolias boreales (género Larix ) son las plantas predominantes en los bosques boreales de Siberia y América del Norte. Aunque son coníferas, son caducifolias y, por lo tanto, pierden sus agujas en otoño. Especies como el abeto negro o alerce ( Larix laricina ) ocupan amplias extensiones de tierra que van desde Indiana en el sur, hasta el círculo polar ártico en el norte de Alaska , Canadá y Siberia en el norte. ^{[ 9 ]} Se ha demostrado que el abeto negro puede soportar temperaturas tan frías como -85 °C y al menos tan cálidas como 20 °C. 
• Las orcas ( Orcinus orca ) se encuentran en casi todas las latitudes de la Tierra. ^{[ 10 ]} Son capaces de soportar temperaturas del agua que van desde 0° hasta 30-35  °C. ^{[ 11 ]} Las orcas se consideran una especie cosmopolita , junto con el águila pescadora ( Pandion haliaetus ) y el gorrión común ( Passer domesticus ). ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

Se cree que las adaptaciones a temperaturas frías (euritemia fría) en los animales, a pesar del alto costo de la adaptación funcional , han permitido la movilidad y la agilidad. Esta euritemia fría también se considera una necesidad casi absoluta para la supervivencia a las crisis evolutivas, incluidas las edades de hielo, que ocurren con relativa frecuencia en la escala temporal evolutiva . Debido a su capacidad para proporcionar el exceso de energía y el alcance aeróbico necesarios para la endotermia , la euritemia se considera el "eslabón perdido" entre la ectotermia y la endotermia. ^{[ 14 ]} El éxito del cangrejo verde demuestra un ejemplo de la ventaja euritérmica. Aunque las especies invasoras se consideran generalmente perjudiciales para el medio ambiente en el que se introducen, e incluso se las considera una de las principales causas de extinciones animales , ^{[ 15 ]} la capacidad de un animal para prosperar en diversas condiciones ambientales es una forma de aptitud evolutiva y, por lo tanto, suele ser una característica de las especies exitosas. La euritemia relativa de una especie es uno de los principales factores en su capacidad para sobrevivir en diferentes condiciones. Un ejemplo de la ventaja euritérmica se observa en el colapso de muchos arrecifes de coral del mundo. La mayoría de las especies de coral se consideran estenotérmicas. ^{[ 16 ]} El aumento global de las temperaturas oceánicas ha provocado que muchos arrecifes de coral comiencen a blanquearse y morir, ya que los corales han comenzado a expulsar las algas zooxantelas que viven en sus tejidos y les proporcionan alimento y color. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Este blanqueamiento ha resultado en una tasa de mortalidad del 50 % en los corales observados en las aguas de Cabo York , en el noreste de Australia , y una tasa de blanqueamiento del 12 % en los arrecifes observados en todo el mundo. ^{[ 19 ]} Aunque los reguladores, especialmente los endotermos, gastan una proporción significativamente mayor de energía por unidad de masa, las ventajas de la endotermia, en particular la termogénesis endógena , han demostrado ser lo suficientemente significativas para la selección . ^{[ 20 ]}

La capacidad de mantener la homeostasis a temperaturas variables es la característica más importante para definir un euritérmico endotérmico, mientras que otros euritérmicos termoconformadores, como los tardígrados, simplemente pueden soportar cambios significativos en su temperatura corporal interna que ocurren con los cambios de temperatura ambiente. ^{[ 21 ]} Los animales euritérmicos pueden ser conformadores o reguladores, lo que significa que su fisiología interna puede variar con el entorno externo o mantener la consistencia independientemente del entorno externo, respectivamente. Los endotermos no dependen únicamente de la termogénesis interna para todas las partes de la homeostasis o el confort; en muchos sentidos, dependen tanto del comportamiento para regular la temperatura corporal como los ectotermos. ^{[ 22 ]} Los reptiles son ectotermos y, por lo tanto, dependen de la termotaxis positiva , el asoleo (heliotermia), la excavación y el hacinamiento con miembros de su especie para regular su temperatura corporal dentro de un rango estrecho e incluso para producir fiebres para combatir infecciones. ^{[ 22 ]} De manera similar, los humanos dependen de la ropa, la vivienda, el aire acondicionado y la bebida para lograr los mismos objetivos, aunque no se considera que los humanos sean indicativos de endotermos en su conjunto. ^{[ 23 ]}

El suministro sostenido de oxígeno a los tejidos corporales determina el rango de temperatura corporal de un organismo. Los euritérmicos que viven en ambientes con grandes cambios de temperatura se adaptan a temperaturas más altas mediante diversos métodos. En los cangrejos verdes, el proceso de calentamiento inicial produce un aumento del consumo de oxígeno y de la frecuencia cardíaca, acompañado de una disminución del volumen sistólico y de la presión parcial de oxígeno en la hemolinfa . A medida que este calentamiento continúa, los niveles de oxígeno disuelto disminuyen por debajo del umbral de saturación completa de oxígeno de la hemocianina . Este calentamiento libera progresivamente el oxígeno unido a la hemocianina , ahorrando energía en el transporte de oxígeno y resultando en una estabilización asociada de la tasa metabólica . ^{[ 1 ]}

La clave para mantener la homeostasis, la termorregulación individual, es la capacidad de mantener la temperatura corporal interna en los humanos, el euritérmico más reconocible. En los humanos, la temperatura corporal profunda está regulada por el flujo sanguíneo cutáneo , que mantiene esta temperatura a pesar de los cambios en el ambiente externo. ^{[ 24 ]} Homo SapiensLa capacidad de sobrevivir en diferentes temperaturas ambientales es un factor clave en el éxito de la especie, y una razón citada por la cual Homo sapiens finalmente superó a los neandertales ( Homo neanderthalensis ). ^{[ 25 ]} Los humanos tienen dos formas principales de termogénesis . La primera es el temblor , en el cual una criatura de sangre caliente produce una contracción involuntaria del músculo esquelético para producir calor. ^{[ 26 ]} Además, el temblor también le indica al cuerpo que produzca irisina , una hormona que ha demostrado convertir la grasa blanca en grasa parda , que se utiliza en la termogénesis sin temblor, el segundo tipo de termogénesis humana. ^{[ 27 ]} La termogénesis sin temblor ocurre en la grasa parda, que contiene la proteína desacopladora termogenina . Esta proteína disminuye el gradiente de protones generado en la fosforilación oxidativa durante la síntesis de ATP , desacoplando el transporte de electrones en la mitocondria de la producción de energía química (ATP). Esta creación de un gradiente a través de la membrana mitocondrial provoca la pérdida de energía en forma de calor. ^{[ 28 ]} Por otro lado, los humanos solo tienen un método para enfriarse, biológicamente hablando: la evaporación del sudor . Las glándulas sudoríparas ecrinas cutáneas producen sudor, que se compone principalmente de agua con una pequeña cantidad de iones. La evaporación de este sudor ayuda a enfriar la sangre debajo de la piel, lo que resulta en un enfriamiento de la temperatura corporal interna.

Mientras que algunos organismos son euritérmicos debido a su capacidad de regular la temperatura corporal interna, como los humanos, otros tienen métodos muy diferentes de tolerancia a temperaturas extremas. Los tardígrados pueden entrar en un estado anhidrobiótico, a menudo llamado tun, para evitar la desecación y soportar temperaturas extremas. En este estado, los tardígrados reducen su agua corporal a aproximadamente 1–3% p/p. ^{[ 5 ]} Aunque este estado permite a ciertos tardígrados soportar temperaturas extremas de –273° y 150  °C, los tardígrados en su estado hidratado pueden soportar temperaturas tan bajas como –196  °C. Esta extremotolerancia demostrada ha llevado a los científicos a especular que los tardígrados podrían sobrevivir teóricamente en Marte , donde las temperaturas fluctúan regularmente entre –123° y 25  °C, así como incluso posiblemente en el cercano cero absoluto del espacio interplanetario . La capacidad del tardígrado para soportar temperaturas extremadamente frías como un atún es una forma de criptobiosis llamada criobiosis. Aunque la resistencia a altas temperaturas de los tardígrados ha sido significativamente menos estudiada, su respuesta criobiótica a bajas temperaturas ha sido bien documentada. ^{[ 29 ] [ 30 ]} Los tardígrados son capaces de soportar tales temperaturas frías no evitando la congelación mediante proteínas anticongelantes como lo haría un organismo que evita la congelación, sino tolerando la formación de hielo en el agua corporal extracelular, activada por proteínas nucleadoras de hielo.

Además de otros organismos, las plantas ( Plantae ) pueden ser estenotérmicas o euritérmicas. Las plantas que habitan los climas boreales y polares  generalmente tienden a ser euritérmicas frías, soportando temperaturas tan bajas como -85 °C y tan altas como al menos 20 °C, como las coníferas caducifolias boreales. ^{[ 31 ]} Esto contrasta directamente con las plantas que suelen habitar regiones más tropicales o montañosas , donde pueden tener un rango de tolerancia de entre aproximadamente 10 °C y 25  °C, como el baniano . ^{[ 31 ]}

La tolerancia a temperaturas corporales extremas en un organismo euritérmico determinado se debe en gran medida a una mayor tolerancia a la temperatura por parte de las proteínas homólogas del organismo en cuestión. En particular, las proteínas de una especie adaptada al calor pueden ser inherentemente más euritérmicas que las de una especie adaptada al frío, ya que las proteínas de las especies adaptadas al calor soportan temperaturas más altas antes de comenzar a desnaturalizarse , evitando así la posible muerte celular. ^{[ 3 ] [ 32 ]} Las especies euritérmicas también han mostrado adaptaciones en las tasas de síntesis de proteínas en comparación con especies similares no euritérmicas. La trucha arcoíris (Salmo gairdneri ) ha mostrado tasas constantes de síntesis de proteínas.${\displaystyle \left(Q_{10}\right)}$sobre temperaturas que van de 5° a 20  °C, después de aclimatarse a cualquier temperatura en este rango durante 1 mes. Por el contrario, las carpas (C. yprinus carpio ) han mostrado tasas de síntesis de proteínas significativamente más altas después de aclimatarse a temperaturas del agua más altas (25  °C) que después de aclimatarse a temperaturas del agua más bajas (10  °C). ^{[ 33 ]} Este tipo de experimento es común en todos los peces. Un ejemplo similar lo da el lenguado senegalés ( Solea senegalensis ), que, cuando se aclimató a temperaturas de 26  °C, produjo una cantidad significativamente más alta de taurina , glutamato , GABA y glicina en comparación con la aclimatación a 12  °C. Esto puede significar que los compuestos mencionados ayudan en la defensa antioxidante, los procesos osmorreguladores o los propósitos energéticos a estas temperaturas.

• Definición de euritmia en el diccionario Wikcionario