Los cocodrilos respiran como las aves

Los pulmones de los cocodrilos funcionan como los de las aves, en los que el aire fluye en un solo sentido en vez de entrar y salir como una ola, han hallado cient¨ªficos de la Universidad de Utah, que han trabajado directamente con aligatores americanos. Hasta ahora se cre¨ªa que este circuito s¨®lo se daba en las aves y el hecho de que se haya verificado tambi¨¦n en estos parientes de los cocodrilos sugiere que tiene un antiguo origen ancestral, en los arcosaurios del Tri¨¢sico, antepasados comunes de los dinosaurios (extinguidos), los p¨¢jaros y los cocodrilos.

Este m¨¦todo de respiraci¨®n pudo haber ayudado a los antepasados de los dinosaurios a dominar la Tierra despu¨¦s de la mayor extinci¨®n ocurrida en la faz de la Tierra, hace aproximadamente 251 millones de a?os. Hasta entonces, los sin¨¢psidos, criaturas mamiferoides (parecidos a los mam¨ªferos) eran los animales terrestres de mayor tama?o. En esta extinci¨®n desaparecieron el 70% de las especies de vertebrados terrestres y el 96% de la vida marina. El nuevo estudio se publica en Science.

Farmer: "Tengo tres l¨ªneas de evidencia. Si no las creen, necesitan conseguir un cocodrilo y hacer sus propias medidas".

A medida que el planeta se fue recuperando, los arcosaurios (del griego, reptiles dominantes) se convirtieron en los animales terrestres dominantes. Entonces se desarrollaron en dos ramas importantes: los cocodriloideos, que son los antepasados de los cocodrilos, y una rama que dio lugar a los pterosaurios, los dinosaurios y posiblemente los p¨¢jaros (t¨¦cnicamente arcosaurios).

El nuevo estudio demuestra que este patr¨®n de respiraci¨®n se desarroll¨® probablemente antes de hace 246 millones de a?os, cuando los cocodriloideos se separaron de la otra rama. Esto significar¨ªa que la circulaci¨®n del aire dentro de los pulmones de los cocodrilos se desarroll¨® en los arcosaurios antes de lo que se pensaba. Ello podr¨ªa explicar por qu¨¦ esos animales dominaron el periodo Tri¨¢sico temprano, despu¨¦s de la gran extinci¨®n y cuando el ecosistema que se recuperaba era caliente y seco, con niveles de ox¨ªgeno quiz¨¢ tan bajos como el 12%, en comparaci¨®n con el 21% de ox¨ªgeno existente hoy en d¨ªa.

"La verdadera importancia de este descubrimiento es que puede explicar el volumen de renovaci¨®n de la fauna entre el P¨¦rmico y el Tri¨¢sico, cuando los sin¨¢psidos perdieron su dominio y fueron suplantados por estos arcosaurios", dice Colleen G. Farmer , principal autora del estudio, de la Universidad de Utah. "Esta es la raz¨®n principal de que sea cient¨ªficamente importante".

Incluso con mucho menos ox¨ªgeno en la atm¨®sfera, muchos arcosaurios, como los pterosaurios, eran, al parecer, capaces de mantener un ejercicio vigoroso. "El dise?o del pulm¨®n pudo haber desempe?ado un papel clave en esta capacidad, porque el pulm¨®n es el primer paso en la cascada de ox¨ªgeno procedente de la atm¨®sfera que pasa a los tejidos animales y que sirve para quemar combustible y producir energ¨ªa".

En los pulmones de los seres humanos y de otros mam¨ªferos la circulaci¨®n de aire es como las mareas. Cuando inhalamos, el aire se mueve a trav¨¦s de las v¨ªas a¨¦reas, progresivamente m¨¢s peque?as hasta los callejones sin salida llamados alv¨¦olos, donde el ox¨ªgeno se incorpora a la sangre y el di¨®xido de carbono se traslada desde la sangre a los pulmones. Se sabe desde hace tiempo que la circulaci¨®n de aire en p¨¢jaros es unidireccional y las unidades pulmonares de intercambio del gas no son alv¨¦olos, sino tubos conocidos como parabronquios, a trav¨¦s de los cuales el aire fluye antes de salir del pulm¨®n.

Farmer dirigi¨® el estudio, financiado por la National Science Foundation, con Kent Sanders, un profesor asociado de radiolog¨ªa en la universidad de Utah. Se realizaron tres experimentos para demostrar la circulaci¨®n de aire unidireccional en los pulmones de los cocodrilos. Mediante cirug¨ªa, insert¨® en los pulmones de seis cocodrilos anestesiados unos instrumentos para medir la velocidad y direcci¨®n del flujo del aire. En los pulmones extra¨ªdos de otros cuatro cocodrilos, inyect¨® y extrajo aire, supervisando el flujo y demostr¨® que el aire iba en la misma direcci¨®n a trav¨¦s de varias gradas de bronquios y de nuevo a la tr¨¢quea. Por ¨²ltimo, extrajo los pulmones de otro reptil muerto e hizo lo mismo con l¨ªquido con diminutas part¨ªculas fluorescentes. De nuevo demostraba el flujo unidireccional. La autora del estudio dice que el hecho de que los pulmones de cocodrilo todav¨ªa tuvieran flujo unidireccional, una vez extra¨ªdos, demuestra que la circulaci¨®n del aire es causada por las v¨¢lvulas aerodin¨¢micas dentro de los pulmones, y no por otros factores como sacos de aire o el h¨ªgado, que act¨²an como un pist¨®n que ayuda al animal a respirar.

El flujo de aire unidireccional en p¨¢jaros se ha atribuido sobre todo a la existencia de sacos de aire en los pulmones. Farmer discrepa, ya que los reptiles no tienen sacos de aire debido a las v¨¢lvulas aerodin¨¢micas de sus pulmones. La cient¨ªfica cree que los sacos de aire ayudan a los p¨¢jaros a redistribuir el peso para controlar mejor su vuelo. En su opini¨®n, muchos cient¨ªficos asumen simplemente que los sacos de aire son necesarios para la circulaci¨®n de aire unidireccional y desde?an las visiones contrarias. Ahora no podr¨¢n discutir sus datos, dice contundente: "Tengo tres l¨ªneas de evidencia. Si no las creen, necesitan conseguir un cocodrilo y hacer sus propias medidas".