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¿Cómo aguanta una ballena picuda más de una hora sin respirar a 1400 metros de profundidad?

Categoría: Mar y pesca

Una hora y siete minutos. Esa es la duración media de las inmersiones profundas de la ballena picuda de Cuvier en un estudio con ocho animales, y en ese rato baja, de media, hasta unos 1400 metros[1]. No hablamos de un día excepcional: así es su día normal.

Un mamífero respira aire, igual que tú. Entonces, ¿de dónde saca el oxígeno para tanto tiempo, y qué le pasa al cuerpo a tanta profundidad? Vamos a seguir esa pregunta paso a paso: primero las cifras, luego dónde guarda el oxígeno, cómo lo gasta y qué hace con la presión.

El récord impresiona, pero lo sorprendente son sus inmersiones de todos los días

La ballena picuda de Cuvier (también llamada zifio de Cuvier) es un cetáceo de aguas abiertas que casi nunca se ve desde la costa. En un estudio, a ocho ejemplares se les colocaron etiquetas con enlace por satélite frente al sur de California (Estados Unidos)[1]. El máximo registrado fue una inmersión de 2992 m, y la más larga duró 137,5 minutos. Eran récords para un mamífero: la profundidad superaba en 1104 m el máximo anterior de la especie, y la duración, en un 45 %[1].

Ojo con una cosa: son dos máximos distintos. El artículo no dice que los dos salieran de la misma inmersión, así que no conviene imaginar una sola bajada de casi tres kilómetros y más de dos horas.

Lo que cuenta de verdad es lo habitual. En 1142 inmersiones profundas (más de 50 m y más de 30 segundos, separadas de las someras con un análisis estadístico), la media fue de 1401 m y 67,4 minutos, y entre una inmersión profunda y la siguiente pasaron unos 102 minutos[1]. Es cerca de la mitad del récord, pero 1401 m son casi un kilómetro y medio hacia abajo, a oscuras, y más de una hora sin aire.

El récord tampoco se ha quedado quieto. Un estudio posterior, con 23 etiquetas frente a Cabo Hatteras (Carolina del Norte), midió una inmersión mediana de 59 minutos; solo el 5 % pasó de 77,7 minutos[2]. Ese mismo trabajo menciona dos inmersiones de 173 y 222 minutos de un solo animal, pero las apartó del análisis principal por registrarse 17 y 24 días después de una exposición conocida a un sonar[2]. Para seguir la pista, basta quedarse con esto: lo normal ya es extraordinario.

Queda la pregunta de arriba: durante más de una hora no entra aire en el cuerpo. ¿Dónde estaba el oxígeno que se gasta en ese tiempo?

El oxígeno se guarda sobre todo en la sangre y en los músculos, no en los pulmones

Cuando tú te preparas para aguantar la respiración, llenas los pulmones. Parece lógico pensar que una ballena hace lo mismo, pero en los animales que bucean a gran profundidad no es así. Una revisión científica sobre fisiología del buceo (focas, pingüinos y cetáceos) cuenta que, en estos buceadores, entre el 80 % y el 90 % del oxígeno almacenado está en la sangre y en los músculos[3]. Los pulmones guardan una parte pequeña.

Una pieza clave del músculo es la mioglobina, una proteína que se une al oxígeno y lo retiene hasta que la célula lo necesita. La misma revisión señala que una concentración muy alta de mioglobina en el músculo es una marca típica de los animales que bucean a profundidad[3].

Una forma de imaginarlo (una imagen nuestra, no del estudio): es como pasar de llevar las cosas en la mano a llevarlas en una mochila grande. Lo que importa es que no es una bolsa: la mioglobina está dentro de las propias células del músculo.

Eso plantea un problema. Una proteína muy apretada tiende a pegarse a las demás. ¿Cómo evita el músculo que se apelmace?

Las proteínas del músculo se repelen entre sí, y por eso pueden estar tan apretadas

Un equipo de biólogos comparó la mioglobina de muchos mamíferos. Encontró que la mioglobina de los buceadores tiene más carga eléctrica en su superficie, y que esa carga va de la mano de una concentración mucho mayor en el músculo[4]. Su propuesta es que, con más carga, las moléculas se repelen más y pueden estar más apretadas sin pegarse unas a otras[4].

Una imagen sencilla (nuestra, no del artículo): dos imanes enfrentados por el mismo polo se rechazan. En realidad actúa la fuerza eléctrica, no el magnetismo.

Esto aparece en linajes de mamíferos muy distintos con una larga historia en el agua, desde musarañas acuáticas de 16 g hasta ballenas de 80 000 kg[4], lo que sugiere que surgió varias veces por separado. Con la concentración de mioglobina y el peso del cuerpo, el modelo de los autores explicó el 82 % de las diferencias en el tiempo máximo de inmersión entre 42 especies[4]. Es un resultado entre especies: no predice cuánto durará una inmersión concreta de un animal concreto.

Con las reservas llenas, falta la otra mitad de la cuenta: gastar menos.

Para gastar menos oxígeno, el corazón se frena y la sangre se reparte distinto

Durante la inmersión, en muchos mamíferos buceadores baja la frecuencia del corazón y se estrechan los vasos sanguíneos de zonas periféricas, de modo que la sangre rica en oxígeno se conserva para el sistema nervioso central[3]. Es una reacción del cuerpo, no una decisión del animal. La misma revisión añade que la fuerza de esta respuesta es variable y depende de la naturaleza de la inmersión[3].

Para las ballenas picudas, los autores del estudio de Cabo Hatteras atribuyen su resistencia a un metabolismo muy lento, grandes reservas de oxígeno y una buena capacidad para tolerar los residuos ácidos del metabolismo[2]. Tomaron el valor que el 95 % de las inmersiones no supera, 77,7 minutos, como estimación de su límite aeróbico en la práctica[2]. La prensa en español repite la misma imagen: unos 1400 m y cerca de una hora[5].

Con el oxígeno resuelto, queda lo que ocurre en el pecho: a esa profundidad, el agua pesa por todas partes.

A esa presión los pulmones se aplastan, y eso ayuda a evitar la descompresión

Cada 10 metros de agua marina añaden aproximadamente una atmósfera de presión. A 1401 m es una presión más de 140 veces la de la superficie (un cálculo sencillo). El aire de los pulmones se comprime hasta casi desaparecer.

En los mamíferos, el colapso de los pulmones a profundidades relativamente pequeñas limita la absorción de nitrógeno, lo que reduce el riesgo de enfermedad por descompresión[3]. Esta enfermedad es la que afecta a los buzos cuando suben demasiado deprisa: el nitrógeno disuelto forma burbujas.

¿A qué profundidad ocurre? En un estudio con un lobo marino de California (una hembra de 82,4 kg, a la que se midió el oxígeno de una arteria), el cambio brusco apareció a unos 225 ± 25 m. Y fue más profundo en las inmersiones más profundas[6]. Para elefantes marinos, focas de Weddell y delfines, las estimaciones con mediciones de nitrógeno iban de 20 a 70 m[6].

Atención: son datos de otros animales, de un solo lobo marino en el primer caso. En las fuentes que he podido leer no hay ninguna medición del colapso pulmonar en una ballena picuda, así que no sabemos qué ocurre con las suyas a 2992 m.

Dos comprobaciones en casa para sentir lo que significa 1401 metros y 67 minutos

No intentes comparar tu tiempo sin respirar con el de una ballena: no hace falta, y no es seguro. Para sentir las cifras puedes hacer estas dos cosas con lo que tienes en casa:

  • Con un mapa. Busca en un mapa de tu ciudad un lugar a 1,4 km de tu casa. Calcula cuánto tardarías en llegar a pie (a paso normal, unos 17 a 20 minutos). La ballena recorre esa distancia hacia abajo, en la oscuridad, y vuelve a subir en poco más de una hora.
  • Con un reloj. Pon una alarma de 67 minutos y mira qué haces en ese tiempo: una serie, un trabajo del colegio, un paseo. Para la ballena es lo que dura una bajada, la caza y la subida, sin tomar aire.

Si te quedas con ganas de más, el artículo original sobre las ocho ballenas está abierto en internet (está en inglés) y su sección de métodos explica qué cuenta como «inmersión profunda»[1].

Fuentes consultadas

  1. Schorr, G. S. y otros (2014), «First long-term behavioral records from Cuvier's beaked whales (Ziphius cavirostris) reveal record-breaking dives», PLoS ONE 9(3): e92633. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3966784 (artículo en inglés; cifras de 8 ballenas, máximos y medias).
  2. Quick, N. J. y otros (2020), «Extreme diving in mammals: first estimates of behavioural aerobic dive limits in Cuvier's beaked whales», Journal of Experimental Biology 223(18). https://journals.biologists.com/jeb/article/223/18/jeb222109/225819/Extreme-diving-in-mammals-first-estimates-of (en inglés; resumen y el pasaje de las inmersiones de 173 y 222 minutos).
  3. Kooyman, G. L. y Ponganis, P. J. (1998), «The physiological basis of diving to depth: birds and mammals», Annual Review of Physiology 60. https://www.duckdna.org/syllabi/diving/readings/wk1/Kooyman-Ponganis-1998-Annu-Rev-Physiol.pdf (en inglés; reservas de oxígeno, respuesta de buceo, colapso pulmonar).
  4. Mirceta, S. y otros (2013), «Evolution of mammalian diving capacity traced by myoglobin net surface charge», Science 340: 1234192. https://www.duckdna.org/syllabi/diving/readings/wk5/2.Mirceta-et-al-2013-Science-1234192.pdf (en inglés; carga de la mioglobina y tiempo de inmersión).
  5. Ecoticias, «Los zifios pueden sumergirse hasta los 1.400 metros de profundidad y retener su aliento durante una hora». https://www.ecoticias.com/naturaleza/191958_zifios-pueden-sumergirse-hasta-1-400-metros-profundidad-retener-aliento (noticia en español sobre un estudio de la Universidad de Duke).
  6. McDonald, B. I. y Ponganis, P. J. (2012), «Lung collapse in the diving sea lion: hold the nitrogen and save the oxygen», Biology Letters. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3497143 (en inglés; profundidad del colapso pulmonar en un lobo marino).

Las cifras de las inmersiones salen del artículo de Schorr y otros (2014), leído en dos versiones de la página. Los artículos de Kooyman y Ponganis y de Mirceta y otros los leí enteros en PDF. Del artículo de Quick y otros (2020) leí el resumen y solo la cita del pasaje de las inmersiones de 173 y 222 minutos, no el texto completo. La noticia en español no es una fuente primaria: se usa solo como comprobación. Los trabajos de fisiología son de especies distintas (focas, pingüinos, un lobo marino) y no se han medido directamente en la ballena picuda. Las dos imágenes (mochila e imanes) son nuestras.

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