La primera medición realizada en la naturaleza sugiere que los corazones de las ballenas azules, el animal más grande del mundo, están operando en extremos, lo que explicaría porqué esta especie no puede superar su tamaño.
SAN DIEGO (California).-Los científicos de la Universidad de Stanford y el Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego lograron captar la primera grabación de la frecuencia cardíaca de una ballena azul en la naturaleza.
Las mediciones fueron registradas por científicos de Stanford en Monterey Bay utilizando un dispositivo que se adjuntó a la ballena azul - especie más grande de la Tierra - por un día.
Cuatro ventosas habían asegurado la etiqueta llena de sensores cerca de la aleta izquierda de la ballena, donde registraba la frecuencia cardíaca del animal a través de electrodos incrustados en el centro de dos de las patas de succión. Los detalles del viaje de esta etiqueta y el ritmo cardíaco que entregó se publicaron el 25 de noviembre en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
"Este estudio es significativo porque hemos desarrollado una técnica para registrar el electrocardiograma y la frecuencia cardíaca del animal más grande que jamás haya vivido en la tierra", dijo el autor principal Paul Ponganis, un fisiólogo investigador del Centro de Biotecnología y Biomedicina Marina de Scripps Oceanography .
"Los datos de frecuencia cardíaca son consistentes con las predicciones alométricas basadas en la masa corporal y los datos de frecuencia cardíaca confirman modelos anatómicos / biomecánicos de la función vascular en animales tan grandes".
Ponganis identificó los primeros latidos del corazón, una hazaña que requirió un "ojo muy agudo", según el autor principal Jeremy Goldbogen ,profesor asistente de biología en Stanford.
El análisis de los datos sugiere que el corazón de una ballena azul ya está trabajando en su límite, lo que puede explicar por qué las ballenas azules nunca han evolucionado para ser más grandes.
"Además de una frecuencia cardíaca muy lenta (bradicardia), debido a la respuesta durante una inmersión, las ballenas tienen frecuencias cardíacas casi máximas (taquicardia) en la superficie para el intercambio de gases respiratorios y el retorno del flujo sanguíneo a los tejidos mientras están en la superficie", dijo Ponganis. "Este tipo de investigación nos permite abordar los límites fisiológicos del tamaño del cuerpo", agregó.
Los datos también sugieren que algunas características inusuales del corazón de la ballena podrían ayudarlo a funcionar en estos extremos. Los investigadores dijeron que estudios como este se suman al conocimiento fundamental de la biología y también pueden informar los esfuerzos de conservación.
"Los animales que operan en extremos fisiológicos pueden ayudarnos a comprender los límites biológicos del tamaño", dijo Goldbogen. “También pueden ser particularmente susceptibles a los cambios en su entorno que podrían afectar su suministro de alimentos.
Por lo tanto, estos estudios pueden tener implicaciones importantes para la conservación y el manejo de especies en peligro de extinción como las ballenas azules ".
Esta investigación fue financiada por la Oficina de Investigación Naval, una beca Terman de la Universidad de Stanford y el Fondo John B. McKee de la Institución Scripps de Oceanografía.
Pingüinos a ballenas
Hace una década, Goldbogen y el equipo de Ponganis midieron la frecuencia cardíaca de los pingüinos emperador, que se zambullen en viajes de búsqueda desde la colonia del Cabo Washington en la Antártida. Años después, se preguntaron si se podría lograr una tarea similar con las ballenas.
"Honestamente, pensé que era una posibilidad remota, porque teníamos que hacer muchas cosas bien: encontrar una ballena azul, colocar la etiqueta en el lugar correcto de la ballena, un buen contacto con su piel y, por supuesto, asegurarnos de que la etiqueta funciona y registra datos ", dijo Goldbogen.
La etiqueta funcionó bien en ballenas cautivas más pequeñas, pero acercarla al corazón de una ballena azul salvaje es una tarea diferente. Por un lado, las ballenas salvajes no están entrenadas para voltearse boca abajo. Por otro lado, las ballenas azules tienen una piel similar a un acordeón en su parte inferior que se expande durante la alimentación, y uno de esos tragos podría reventar la etiqueta de inmediato.
"Tuvimos que poner estas etiquetas sin saber realmente si iban a funcionar o no", recordó David Cade, un recién graduado del Goldbogen Lab , coautor del artículo y quien le puso la etiqueta a la ballena. “La única forma de hacerlo era probarlo, así que hicimos nuestro mejor esfuerzo", subrayó.
Luego de varios intentos, se deslizó a una posición cerca de la aleta donde podía captar las señales del corazón. Los datos que capturó mostraron extremos sorprendentes.
Cuando la ballena se zambulló, su frecuencia cardíaca disminuyó, alcanzando un mínimo promedio de aproximadamente cuatro a ocho latidos por minuto, con un mínimo de dos latidos por minuto.
En el fondo de una inmersión en busca de alimento , tan profunda como 184 metros (604 pies) y hasta 16.5 minutos , donde la ballena se abalanzó y consumió presas, la frecuencia cardíaca aumentó aproximadamente 2.5 veces el mínimo, luego disminuyó de nuevo lentamente. Una vez que la ballena se llenó y comenzó a emerger, la frecuencia cardíaca aumentó. La frecuencia cardíaca más alta , de 25 a 37 latidos por minuto, se produjo en la superficie, donde la ballena respiraba y restauraba sus niveles de oxígeno.
Corazón elástico
Estos datos fueron intrigantes porque la frecuencia cardíaca más alta de la ballena casi superó las predicciones, mientras que la frecuencia cardíaca más baja fue aproximadamente 30 a 50% más baja de lo previsto.
Los investigadores creen que la sorprendente baja frecuencia cardíaca puede explicarse por un arco aórtico elástico, parte del corazón que lleva la sangre al cuerpo, que en la ballena azul, se contrae lentamente para mantener un flujo sanguíneo adicional entre latidos.
Mientras tanto, las tasas muy altas pueden depender de sutilezas en el movimiento y la forma del corazón, que evitan que las ondas de presión de cada latido interrumpan el flujo sanguíneo.
Mirando el panorama general, los investigadores piensan que el corazón de la ballena está funcionando cerca de sus límites. Esto puede ayudar a explicar por qué ningún animal ha sido más grande que una ballena azul , porque las necesidades de energía de un cuerpo más grande superarían lo que el corazón puede sostener.
Más aprendizajes
Ahora, los investigadores están trabajando para agregar más capacidades a la etiqueta, incluido un acelerómetro, que podría ayudarlos a comprender mejor cómo las diferentes actividades afectan la frecuencia cardíaca. También quieren probar su etiqueta en otros miembros del grupo de ballenas rorcuales, como las ballenas de aleta, las ballenas jorobadas y las ballenas minke.
"Mucho de lo que hacemos involucra nuevas tecnologías y muchas de ellas dependen de nuevas ideas, nuevos métodos y nuevos enfoques", dijo Cade. "Siempre estamos buscando ampliar los límites de cómo podemos aprender sobre estos animales".
Otros coautores incluyen a los estudiantes de posgrado Max Czapanskiy, James Fahlbusch, William Gough y Shirel Kahane-Rapport y el compañero posdoctoral Matt Savoca, todos con Stanford; investigadora Katherine Ponganis de Oceanografía Scripps; Cascadia Research Collective; y la Universidad de California Santa Cruz.
* Adaptado de la Universidad de Stanford
