¿Es el metabolismo de los mamíferos menos eficiente energéticamente que el de otros animales (insectos, pájaros, invertebrados, etc.)?

Esta no es una respuesta simple de “sí / no”. Los mamíferos, al ser homeotérmicos (“de sangre caliente”) mantienen una temperatura corporal central que varía dentro de un rango pequeño. Hay excepciones a esta regla. Los camellos evitan la pérdida de agua al permitir que la temperatura de su núcleo aumente con la temperatura exterior (ambiente) para que no tengan que enfriar sus cuerpos mediante enfriamiento por evaporación. Hay otras excepciones, pero los mamíferos aumentan su tasa metabólica para generar calor para elevar su temperatura central a medida que baja la temperatura ambiente (ambiental exterior). Esto requiere energía, por lo que los mamíferos deben ingerir más alimentos y más oxígeno, que son las materias primas del metabolismo. Se podría decir que esto es menos eficiente energéticamente que ser de sangre fría porque estos animales tienen una menor demanda de energía.

La otra cara de esto es que al ser homeotermos, los mamíferos pueden ser activos a temperaturas más bajas. En el ambiente subnivean (debajo de la nieve) en climas fríos, muchos pequeños mamíferos permanecen activos. Los ratones de campo y los lemmings comen granos, y en algunas situaciones se reproducen durante el invierno, lo que prepara el escenario para las irrupciones de pequeñas poblaciones de mamíferos que pueden superar los 300 por hectárea, que es de aproximadamente 130 por acre (un campo de fútbol americano es de aproximadamente 1.3 acres). Los números más altos no se registran con poca frecuencia.

Debido a que los mamíferos tienen que usar energía para mantener una temperatura central, los mamíferos han desarrollado un sistema digestivo, respiratorio y circulatorio que es más eficiente que los de los reptiles para que puedan extraer más eficientemente la energía de lo que comen y el oxígeno del aire que respiran. Las aves tienen una demanda de energía excepcionalmente alta porque volar es energéticamente costoso. Tienen sistemas respiratorios y circulatorios que superan a los de los mamíferos.

Una de las características definitorias de los mamíferos es que tienen varios tipos de dientes que están adaptados para su dieta particular. Los diferentes dientes tienen diferentes funciones y estos a menudo están altamente modificados en diferentes mamíferos para que coincidan con sus dietas y para otros fines. A diferencia de los dientes relativamente poco especializados de los reptiles, los mamíferos son diphydont, es decir, tienen dos juegos de dientes sin reemplazo múltiple, como lo que se ve en reptiles y peces. La musculatura masticatoria de los mamíferos también está muy modificada, y los dientes tienen nervios para ayudar a los mamíferos a colocar sus dientes para una masticación eficiente.

Los sistemas digestivos de los mamíferos, particularmente los de los mamíferos que se alimentan de plantas, son muy complejos, más complejos de lo que vemos en los reptiles. Varios grupos de mamíferos han desarrollado independientemente la digestión de rumiantes en la cual un estómago de múltiples cámaras tiene porciones que permiten la separación de alimentos bien masticados y menos masticados, mientras que en otras cámaras, las bacterias simbióticas y los protozoos producen enzimas que descomponen la celulosa, algo que los animales no pueden hacer en ausencia de estos simbiontes. Los mamíferos que comen carne tienen más facilidad para digerir sus alimentos porque la carne, que es principalmente proteína, es más fácil de digerir, por lo que su estómago e intestinos son menos complejos.

Como nota al margen, esta demanda de energía no es más aguda que en los pequeños mamíferos (y aves). Sus cuerpos pequeños actúan como radiadores porque su relación superficie / volumen es muy alta. Los mamíferos más pequeños que comen carne, las musarañas, tienen que consumir más de su peso corporal por día solo para equilibrar las demandas de ser de sangre caliente. Estos y otros pequeños mamíferos sufren letargo, una mini hibernación durante la cual cae la temperatura corporal (y la demanda de energía). Tienen una grasa especializada, grasa marrón, que puede excretar grasa en el torrente sanguíneo rápidamente para darles un salto para comenzar a estar activos.

En pocas palabras, los mamíferos han desarrollado sistemas eficientes para extraer energía de los alimentos porque usan energía para ayudar a mantener una temperatura corporal constante que les permite estar activos cuando los animales poikilotérmicos (“de sangre fría”) son limitados.

Entonces, esta respuesta proviene de un podcast de Sam Harris, creo que el tipo que habla sobre el tema en realidad es un físico teórico por naturaleza, pero explica que hay una escalabilidad en el metabolismo y el tamaño del animal, más o menos independientemente del tipo de animal que tenga una relación establecida (con algunas excepciones) de cuán activo es su metabolismo, lo que explica la vida de estos animales y la edad en que crecen. Los animales / entidades más grandes simplemente tienen que consumir más para mantenerse al día, porque son más grandes, pero en valores contrastantes, el metabolismo más ineficiente son los de las bacterias / invertebrados más pequeños. Simplemente porque en realidad solo viven unas pocas horas como máximo, por lo que no pueden desarrollar formas de conservar la energía, ya que la mayor parte se gasta en la reproducción.

Si esta respuesta no tiene suficiente sentido, busque el podcast “Waking Up”, Episodio “# 86 – Cells to Cities”. Es una muy buena discusión y sinceramente me encantó escucharla.