Los colibr¨ªes prosperan con un estilo de vida extremo. He aqu¨ª c¨®mo lo hacen

A todo el mundo le gusta observar a los colibr¨ªes, peque?os seres de colores brillantes que revolotean alrededor de las flores y defienden a capa y espada el dominio sobre un comedero.

Pero para los cient¨ªficos que los estudian, los colibr¨ªes son mucho m¨¢s que un espect¨¢culo entretenido. Su peque?o tama?o 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 energ¨ªa suficiente para sobrevivir la noche ¡ªo para migrar miles de kil¨®metros, a veces a trav¨¦s del oc¨¦ano.

Su dieta rica en n¨¦ctar provoca niveles de az¨²car en sangre que pondr¨ªan a una persona en coma. Y su vuelo en zigzag a veces genera fuerzas g tan altas que har¨ªan perder el conocimiento a un piloto de combate. Cuanto m¨¢s miran los investigadores, m¨¢s sorpresas esconden sus diminutos cuerpos, los m¨¢s peque?os del mundo aviar.

¡°Son el ¨²nico p¨¢jaro del mundo que puede volar boca abajo y al rev¨¦s¡± dice Holly Ernest, ecologista conservacionista de la Universidad de Wyoming. ¡°Beben az¨²car puro y no mueren de diabetes¡±.

Ernest es una de los pocos investigadores que estudian c¨®mo los colibr¨ªes hacen frente a las exigencias extremas de su estilo de vida. Esto es lo que los cient¨ªficos han aprendido sobre las singulares adaptaciones de los colibr¨ªes.

Poner manos a la obra

Durante a?os, la mayor¨ªa de los investigadores hab¨ªan supuesto que los colibr¨ªes pasaban solo un 30% del d¨ªa dedicados a la intensa actividad energ¨¦tica de revolotear de flor en flor y engullir n¨¦ctar, mientras descansaban la mayor parte del tiempo restante. Pero cuando la ec¨®loga fisiol¨®gica Anusha Shankar se fij¨® con m¨¢s detalle, descubri¨® que a menudo trabajan mucho m¨¢s que eso.

Shankar, que ahora trabaja en el Instituto Tata de Investigaci¨®n Fundamental de Hyderabad (India), intent¨® averiguar c¨®mo pasan el d¨ªa los colibr¨ªes de pico ancho del sur de Arizona. Utilizando una combinaci¨®n de m¨¦todos experimentales, midi¨® la tasa metab¨®lica de las aves durante diversas actividades y calcul¨® su gasto energ¨¦tico diario total. A?adiendo datos publicados anteriormente, Shankar pudo calcular el costo energ¨¦tico por minuto de posarse, volar y revolotear ¡ªb¨¢sicamente, las tres opciones que tiene un ave para pasar el tiempo.

Luego dedujo cu¨¢nto tiempo deb¨ªan pasar las aves aliment¨¢ndose y cu¨¢nto pos¨¢ndose a lo largo del d¨ªa.

¡°Acabamos descubriendo que es muy variable¡±, afirma Shankar. Al principio del verano, cuando abundan las flores, las aves pueden satisfacer sus necesidades energ¨¦ticas diarias con unas pocas horas de alimentaci¨®n y pasar hasta el 70% del d¨ªa posadas. Pero cuando las flores empezaron a escasear, tras la llegada de las lluvias monz¨®nicas estivales, las aves de un lugar solo se posaban el 20% del tiempo y dedicaban el resto del d¨ªa a alimentarse.

¡°?Eso son 13 horas al d¨ªa!¡±, dice Shankar. ¡°Es imposible que yo pueda pasarme 13 horas al d¨ªa corriendo. No s¨¦ c¨®mo lo hacen¡±.

Bajar la temperatura

Los colibr¨ªes tienen un truco que les ayuda a agotar sus reservas de energ¨ªa: cuando un ave est¨¢ en peligro de quedarse sin energ¨ªa, puede volverse let¨¢rgica o t¨®rpida por la noche, bajando su temperatura corporal casi hasta la del aire circundante ¡ªa veces solo unos pocos grados por encima del punto de congelaci¨®n. Mientras est¨¢ en torpor, el ave parece casi comatosa, incapaz de responder r¨¢pidamente a los est¨ªmulos y respirando solo de forma intermitente. Shankar ha calculado que esta estrategia puede ahorrar hasta un 95 % de los costos metab¨®licos por hora durante las noches fr¨ªas. Eso puede ser esencial tras d¨ªas en los que un ave se ha alimentado menos de lo habitual, como despu¨¦s de una tormenta. Tambi¨¦n ayuda a las aves a ahorrar energ¨ªa para engordar antes de la migraci¨®n.

Shankar est¨¢ estudiando ahora qu¨¦ partes de su fisiolog¨ªa priorizan los colibr¨ªes durante el letargo, observando de qu¨¦ productos gen¨¦ticos no pueden prescindir. ¡°Si eres un colibr¨ª que funciona al 10% de su metabolismo normal, ?qu¨¦ 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 est¨¢n en letargo¡±, afirma Shankar. Por ejemplo, para estar preparadas para afrontar el d¨ªa, las aves empiezan a despertar de su letargo una hora antes del amanecer, mucho antes de las se?ales luminosas visibles.

Lidiar con el az¨²car

Para alimentar su alt¨ªsimo metabolismo, los colibr¨ªes ingieren cada d¨ªa alrededor del 80% de su peso corporal en n¨¦ctar. Eso equivale a que una persona de 68 kilos beba casi 100 Coca-Colas de 600 mililitros al d¨ªa ¡ªy el n¨¦ctar suele ser mucho m¨¢s dulce que un refresco.

El intestino humano es incapaz de absorber el az¨²car con tanta rapidez, raz¨®n por la cual consumir demasiados refrescos o polvorones altera el est¨®mago, explica Ken Welch, fisi¨®logo comparativo de la Universidad de Toronto, en Scarborough. Los colibr¨ªes hacen frente a la embestida con intestinos permeables, de modo que los az¨²cares pueden entrar en el torrente sangu¨ªneo entre las c¨¦lulas intestinales en lugar de solo a trav¨¦s de ellas. De este modo, el az¨²car sale del intestino r¨¢pidamente, antes de que pueda causar trastornos. Este transporte r¨¢pido, y probablemente otras adaptaciones, permite a los colibr¨ªes alcanzar niveles de az¨²car en sangre hasta seis veces superiores a los de las personas, afirma Welch.

Tanta az¨²car en la sangre provoca graves problemas fisiol¨®gicos en las personas. Provoca que m¨¢s mol¨¦culas de az¨²car se adhieran a las prote¨ªnas corporales, un proceso conocido como glicaci¨®n; a largo plazo, el exceso de glicaci¨®n causa muchas de las complicaciones de la diabetes, como da?os en los nervios. Seg¨²n Welch, a¨²n no est¨¢ claro c¨®mo evitan los colibr¨ªes los problemas de la glicaci¨®n, pero empiezan a surgir pistas. Un estudio, por ejemplo, descubri¨® que las prote¨ªnas de las aves contienen menos amino¨¢cidos propensos a la glicaci¨®n que las prote¨ªnas de los mam¨ªferos, y los que quedan suelen estar escondidos en el interior de la prote¨ªna, donde est¨¢n menos expuestos a los az¨²cares circulantes.

Otras estrategias a¨²n desconocidas para hacer frente a los niveles elevados de az¨²car en sangre podr¨ªan alg¨²n d¨ªa reportar beneficios pr¨¢cticos para el control de la diabetes en las personas. ¡°Podr¨ªa haber una mina de oro en el genoma del colibr¨ª¡±, afirma Welch.

Cambio metab¨®lico

Al final de su ayuno nocturno, un colibr¨ª casi ha agotado sus reservas de az¨²car ¡ªlo que plantea un desaf¨ªo metab¨®lico opuesto. ¡°?C¨®mo se despierta y vuela?¡±, pregunta Welch. ¡°No hay nada m¨¢s que grasa disponible para quemar¡±.

Seg¨²n ¨¦l ha descubierto, los colibr¨ªes han evolucionado para cambiar su metabolismo de la quema de az¨²car a la quema de grasa. ¡°Esto requiere un enorme cambio en las v¨ªas bioqu¨ªmicas implicadas¡±, afirma Welch, y ocurre en cuesti¨®n de minutos, mucho m¨¢s r¨¢pido de lo que pueden hacerlo otros organismos. ¡°Si pudi¨¦ramos tener ese tipo de control sobre nuestro uso del combustible, nos encantar¨ªa¡±.

Ahorrar agua, ?o no hacerlo?

El az¨²car no es el ¨²nico reto que plantea una dieta rica en n¨¦ctar. Al fin y al cabo, el n¨¦ctar es sobre todo agua ¡ªy las aves que beben tanto l¨ªquido deben deshacerse de la mayor parte, sin perder electrolitos. Por ello, los ri?ones de los colibr¨ªes est¨¢n muy adaptados para recapturar los electrolitos antes de excretarlos. ¡°Orinan casi agua destilada¡±, afirma Carlos Mart¨ªnez del R¨ªo, ecofisi¨®logo ya jubilado de la Universidad de Wyoming.

Pero eso conlleva otro problema: si un colibr¨ª siguiera produciendo orina diluida durante la noche, morir¨ªa de deshidrataci¨®n antes de la ma?ana. Para evitarlo, los colibr¨ªes apagan sus ri?ones cada noche. ¡°Entran en lo que, en un humano, se considerar¨ªa insuficiencia renal aguda¡± dice Mart¨ªnez del R¨ªo. ¡°Los colibr¨ªes tienen que hacer esto, o morir¨ªan meados¡±.

Volar alto (gradualmente)

Las exigencias metab¨®licas de un colibr¨ª son suficientemente duras a nivel del mar. Pero muchas especies viven a gran altitud, donde el aire contiene menos ox¨ªgeno y ofrece menos resistencia al planear. Por ejemplo, el colibr¨ª gigante, el m¨¢s grande del mundo, puede vivir en la cordillera de los Andes a m¨¢s de 4.000 metros de altura, m¨¢s de lo que pueden volar muchos helic¨®pteros. Para hacer frente a estas condiciones, las aves han desarrollado una sangre m¨¢s rica en hemoglobina, dice Jessie Williamson, ornit¨®loga de la Universidad de Cornell.

Pero algunas aves se enfrentan a un reto a¨²n mayor, como descubri¨® Williamson. Los colibr¨ªes gigantes son lo bastante grandes como para que los investigadores puedan colocarles etiquetas de seguimiento satelital, as¨ª como geolocalizadores m¨¢s peque?os. As¨ª 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 el¨¢stica de joyer¨ªa.

Aunque solo recuperaron datos de seguimiento de ocho aves, incluso esa peque?a muestra depar¨® una gran sorpresa: algunas de las aves viv¨ªan en las alturas de los Andes durante todo el a?o, mientras que otras ¡ªque resultaron ser una especie distinta, hasta ahora no conocida¡ª migraban anualmente a los Andes desde las zonas de cr¨ªa a lo largo de la costa de Chile. Esto significa que no solo se enfrentan a los retos obvios de una larga migraci¨®n ¡ªun viaje de ida y vuelta de unos 8.000 kil¨®metros¡ª, sino tambi¨¦n a la necesidad de adaptarse a un aire menos denso durante el trayecto.

?Su secreto? Hacerlo gradualmente. ¡°Se parece mucho a c¨®mo los alpinistas humanos logran llegar a la cumbre del Everest, con r¨¢fagas de escalada y pausas para aclimatarse¡±, dice Williamson. ¡°El viaje dura meses¡±. A medida que la tecnolog¨ªa de seguimiento se hace m¨¢s ligera y barata, investigadores como Williamson esperan poder seguir tambi¨¦n a especies de colibr¨ªes m¨¢s peque?as. Ello, junto con otros avances en la tecnolog¨ªa de investigaci¨®n, puede deparar muchas nuevas sorpresas sobre la biolog¨ªa de estos diminutos y asombrosos p¨¢jaros.

Art¨ªculo traducido por Debbie Ponchner.

Este art¨ªculo apareci¨® originalmente en Knowable en espa?ol, una publicaci¨®n sin ¨¢nimo de lucro dedicada a poner el conocimiento cient¨ªfico al alcance de todos.