¿Cómo las aves que viven en climas fríos evitan morir de hipotermia? ¿Por qué sus piernas no se congelan?

Este artículo sobre la regulación de la temperatura y el comportamiento en las aves es excelente. Estos son algunos de los puntos clave:

Si la temperatura ambiental cae, las aves aumentan su tasa metabólica para evitar que también baje su temperatura interna. [..] Para minimizar el costo energético de la regulación de la temperatura (“termorregulación”), las aves usan una variedad de rasgos morfológicos y de comportamiento para ajustar sus tasas de pérdida y ganancia de calor.

Específicamente con respecto a las patas de las aves:

Cuando hace frío, la falta de aislamiento en las piernas las convierte en un sitio de posible pérdida de calor. Para minimizar tal pérdida, las arterias y venas en las patas de muchas aves se encuentran en contacto entre sí y funcionan como un sistema de intercambio de calor a contracorriente para retener el calor. La sangre arterial sale del núcleo del ave (tronco) a la temperatura corporal, mientras que la sangre venosa en la pata del ave es bastante fría. A medida que la sangre fría regresa hacia el núcleo, el calor se mueve por conductancia desde las arterias calientes hacia las venas frías. Por lo tanto, la sangre arterial que llega a los pies ya está fría y la sangre venosa que llega al núcleo ya se ha calentado. Además, al contraer los vasos sanguíneos en sus patas, un pájaro puede disminuir aún más la pérdida de calor al reducir la cantidad de flujo sanguíneo a sus pies a bajas temperaturas. Por lo tanto, mientras que la temperatura central de un pato o gaviota sobre hielo puede ser de 104 grados F, sus pies pueden estar ligeramente por encima del punto de congelación.

El comportamiento también puede desempeñar un papel importante en la reducción de la cantidad de calor perdido de las superficies sin plumas. Al pararse sobre una pierna y meter la otra entre sus plumas de pechuga, un pato o una gaviota en hielo reduce a la mitad la cantidad de superficie expuesta sin plumas del miembro; al sentarse y cubrir ambas piernas, se minimiza la pérdida de calor de las extremidades. En climas fríos, los juncos, gorriones y otros pinzones que se alimentan en el suelo con frecuencia caen y cubren sus piernas y pies con sus plumas de pecho mientras hacen una pausa en su búsqueda de alimento. En días fríos o ventosos, a menudo se puede ver a las aves playeras descansando con sus picos escondidos entre sus plumas, a veces combinadas con pararse sobre una pierna o sentarse. Y, por supuesto, las aves pueden mejorar aún más su aislamiento efectivo al esponjar sus plumas para aumentar el grosor de su “pelaje”.

En resumen, las aves tienen una serie de adaptaciones, tanto conductuales como anatómicas, que les ayudan a regular la temperatura de su cuerpo en condiciones extremas.

La forma en que un pájaro reacciona al frío depende de qué tipo de pájaro sea y hay una variedad de métodos que usan para mantener sus patas calientes, desde lo mundano hasta lo mucho más fascinante.

Para empezar, muchas aves simplemente acercarán sus patas y pies cerca de su centro de masa de a uno por vez, manteniéndolos calientes con sus plumas y el calor corporal y lejos del suelo frío. Del mismo modo, algunas aves se agachan y cubren ambos pies con su plumaje. En climas particularmente fríos, el ave también puede “esponjar” sus plumas, atrapando aire entre las capas de plumas para mantener el calor adicional de pies a cabeza, por así decirlo. Si hay otras aves alrededor, también pueden acurrucarse juntas al hacer esto.

Otro método un poco mundano, pero también muy útil, para mantenerse a sí mismos y, a su vez, calentar los pies es la grasa corporal. Con este fin, algunas aves se atiborraran antes del invierno, no solo para la reserva de energía adicional, sino para acumular una capa de grasa para protegerse del clima. Además, como último recurso, la mayoría de las aves pueden temblar sus músculos de vuelo para generar calor corporal, aunque esto viene con el problema de cansar físicamente al ave y tal vez limitar su capacidad de volar.

Con respecto a los pies y las piernas más directamente, muchas patas de pájaros están cubiertas con una piel áspera y escamosa que limita la pérdida de calor, sin mencionar que las piernas y los pies a menudo tienen una superficie increíblemente pequeña en comparación con el resto de sus cuerpos, lo que limita severamente la cantidad de piel realmente expuesta al frío.

Entonces, ¿qué pasa con algo así como un pato con patas planas realmente grandes que no solo están expuestas a los elementos, sino que también pueden estar sumergidas en agua helada?

En estos casos, las aves tienen un ingenioso truco bajo sus mangas inexistentes. Utilizando un sistema de intercambio de contracorriente, algunas aves pueden sumergir sus pies en agua helada durante horas a la vez sin consecuencias reales. En pocas palabras, el intercambio de contracorriente simplemente significa que las venas y arterias del ave están alineadas de tal manera que facilitan el intercambio de calor entre la sangre caliente que se bombea hacia los pies y la sangre fría que se bombea lejos de ellos.

Esto significa que la sangre recientemente enfriada de las patas del pájaro se calienta antes de que alcance el núcleo del ave, mientras que al mismo tiempo la sangre del núcleo del pájaro se enfría significativamente antes de que llegue a los pies. Esto asegura que no estén calentando de manera dual la sangre que regresa al núcleo y el agua alrededor de las piernas y los pies con la sangre a la temperatura central (a menudo 104 grados Fahrenheit, 40 grados Celsius o más, dependiendo del ave). En cambio, la formación de encaje de los capilares de las aves asegura que se mantenga una temperatura más baja pero sostenible en los pies, lo que le permite soportar temperaturas de congelación alrededor de sus patas expuestas, al tiempo que minimiza la pérdida de calor.

Además, las aves con este rasgo evolutivo pueden controlar el flujo de sangre a sus extremidades utilizando una serie de músculos ubicados en la parte superior de sus patas. En circunstancias extremas, algunos incluso pueden cortar el flujo de sangre por completo , aunque solo por un corto tiempo sin daños. También pueden ir hacia otro lado cuando se sobrecalientan para usar sus pies expuestos y la capacidad de controlar el flujo de sangre para enfriarse cuando están calientes.

Sin embargo, este sistema está lejos de ser perfecto y se observa que, por ejemplo, si un pato se deja en un ambiente cálido antes de ser puesto directamente en uno helado, sus pies a veces pueden tener dificultades para adaptarse y puede dar lugar a que el pobrecillo se quede congelación. Sí, a pesar de todos los métodos para mantener sus pies calientes enumerados anteriormente, los patos y otras aves pueden congelarse y, a veces, morir del frío durante inviernos particularmente duros.