33.5: Forma y Función Animal - Bioenergética Animal

Objetivos de aprendizaje

• Diferenciar entre las formas en que los requerimientos energéticos de un animal se ven afectados por su entorno y nivel de actividad

Bioenergética Animal

Todos los animales deben obtener su energía de los alimentos que ingieren o absorben. Estos nutrientes se convierten en trifosfato de adenosina (ATP) para su almacenamiento y uso a corto plazo por todas las células. Algunos animales almacenan energía por tiempos ligeramente más largos como glucógeno, mientras que otros almacenan energía por tiempos mucho más largos en forma de triglicéridos alojados en tejidos adiposos especializados. Ningún sistema energético es cien por ciento eficiente ya que el metabolismo de un animal produce energía residual en forma de calor. Si un animal puede conservar ese calor y mantener una temperatura corporal relativamente constante, se clasifica como animal de sangre caliente: una endoterma. El aislamiento utilizado para conservar el calor corporal viene en forma de pelaje, grasa o plumas. La ausencia de aislamiento en animales ectotérmicos aumenta su dependencia del ambiente para el calor corporal.

La cantidad de energía gastada por un animal a lo largo de un tiempo específico se llama su tasa metabólica. La tasa se mide en julios, calorías o kilocalorías (1000 calorías). Los carbohidratos y las proteínas contienen aproximadamente 4.5-5 kcal/g, mientras que la grasa contiene aproximadamente 9 kcal/g. La tasa metabólica se estima como la tasa metabólica basal (TMO) en animales endotérmicos en reposo y como la tasa metabólica estándar (SMR) en ectotermos. Los machos humanos tienen un BMR de 1600-1800 kcal/día, y las hembras humanas tienen un BMR de 1300 a 1500 kcal/día. Incluso con aislamiento, los animales endotérmicos requieren grandes cantidades de energía para mantener una temperatura corporal constante. Un ectotermo como un cocodrilo tiene una SMR de 60 kcal/día.

Requerimientos de energía relacionados con el tamaño corporal

Los animales endotérmicos más pequeños tienen una mayor área de superficie para su masa que los más grandes. Por lo tanto, los animales más pequeños pierden calor a un ritmo más rápido que los animales más grandes y requieren más energía para mantener una temperatura interna constante. Esto da como resultado que un animal endotérmico más pequeño tenga un BMR más alto, por peso corporal, que un animal endotérmico más grande.

Figura\(\PageIndex{1}\): Tamaño corporal y tasa metabólica: El ratón tiene una tasa metabólica mucho mayor que el elefante ya que tiene mayor superficie en relación con la masa.

Requerimientos Energéticos Relacionados con Niveles de Actividad

Cuanto más activo es un animal, más energía se necesita para mantener esa actividad y mayor es su BMR o SMR. La tasa diaria promedio de consumo de energía es de aproximadamente dos a cuatro veces el BMR o SMR de un animal. Los humanos son más sedentarios que la mayoría de los animales y tienen una tasa diaria promedio de solo 1.5 veces el TMO. La dieta de un animal endotérmico está determinada por su BMR.

Requerimientos energéticos relacionados con el medio ambiente

Los animales se adaptan a temperaturas extremas o disponibilidad de alimentos a través del torpor. El torpor es un proceso que conduce a una disminución de la actividad y metabolismo, lo que permite que los animales sobrevivan condiciones adversas. El Torpor puede ser utilizado por los animales durante largos periodos. Por ejemplo, los animales pueden entrar en un estado de hibernación durante los meses de invierno, lo que les permite mantener una temperatura corporal reducida. Durante la hibernación, las ardillas terrestres pueden alcanzar una temperatura abdominal de 0° C (32° F), mientras que la temperatura interna de un oso se mantiene más alta a aproximadamente 37° C (99° F).

Si el torpor ocurre durante los meses de verano con altas temperaturas y poca agua, se llama estivación. Algunos animales del desierto se estivan para sobrevivir a los meses más duros del año. El torpor puede ocurrir a diario; esto se ve en murciélagos y colibríes. Si bien la endotermia está limitada en animales más pequeños por la relación superficie-volumen, algunos organismos pueden ser más pequeños y aún así ser endotermas porque emplean el torpor diario durante la parte del día que es más fría. Esto les permite conservar energía durante las partes más frías del día cuando consumen más energía para mantener su temperatura corporal.

Puntos Clave

• Un animal es endotérmico (de sangre caliente) si mantiene una temperatura corporal relativamente constante al conservar el calor con la ayuda del aislamiento.
• Un animal es ectotérmico si no tiene aislamiento para conservar el calor y debe depender de su entorno para el calor corporal.
• La tasa metabólica es la cantidad de energía gastada por un animal durante un tiempo específico; en las endotermas, se describe como la tasa metabólica basal (TMO), mientras que en ectotermos, como la tasa metabólica estándar (SMR).
• Los animales endotérmicos más pequeños tienen un BMR más alto que los animales endotérmicos más grandes porque pierden calor a un ritmo más rápido y requieren más energía para mantener una temperatura interna constante.
• Los animales más activos tienen BMR o SMR más altos y requieren más energía para mantener su actividad.
• Un largo periodo de inactividad y disminución del metabolismo (torpor) que ocurre en los meses de invierno es la hibernación; la estivación es el torpor que ocurre en los meses de verano.

Términos Clave

• endoterma: un animal de sangre caliente que mantiene una temperatura corporal constante
• ectotermo: un animal de sangre fría que regula su temperatura corporal intercambiando calor con su entorno
• hibernación: un estado de inactividad y depresión metabólica en animales durante el invierno
• estivación: entrar en estado de inactividad durante los meses de verano