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Contenido principal

Endotermos y ectotermos

La diferencia entre los endotermos y ectotermos. Cómo leer gráficas relacionadas con los endotermos y ectotermos.

Puntos más importantes

  • La mayoría de los animales necesita mantener su temperatura corporal dentro de un rango relativamente estrecho.
  • Los endotermos utilizan calor generado internamente para mantener su temperatura corporal, que tiende a permanecer constante independientemente del medio ambiente.
  • Los ectotermos dependen principalmente de fuentes de calor externas y su temperatura corporal cambia con la temperatura del medio ambiente.
  • Los animales intercambian calor con su entorno mediante radiación, conducción —a veces ayudada por convección— y evaporación.

Introducción

¿Cómo está el día hoy allá afuera? Si donde estás es invierno, tal vez haga bastante frío. Si es verano, tal vez haga mucho calor. De cualquier manera, lo más probable es que tu temperatura corporal esté cerca de los 98.6F/37C. Como vimos en el artículo de homeostasis, mecanismos como los escalofríos y la sudoración se activan cuando tu cuerpo se pone demasiado frío o demasiado caliente para mantener su temperatura interna constante.
No todos los organismos mantienen la temperatura corporal dentro de un intervalo tan estrecho como nosotros los seres humanos, pero prácticamente todos los animales del planeta tienen que regular su temperatura corporal hasta cierto punto —al menos para evitar que el agua de sus células se convierta en hielo, o para evitar la desnaturalización de sus enzimas metabólicas por el calor.
En términos generales, los animales pueden dividirse en dos grupos según regulan la temperatura corporal: endotermos y ectotermos. Veamos la diferencia entre estos dos grupos.

Endotermos y ectotermos

Las personas, los osos polares, los pingüinos y los perritos de la pradera, como la mayoría de las otras aves y mamíferos, son endotermos. Las iguanas y las serpientes de cascabel, como la mayoría de los demás reptiles —junto con la mayoría de los peces, anfibios e invertebrados—, son ectotermos.
Los endotermos generan internamente la mayor parte del calor que necesitan. Cuando hace frío, aumentan la producción de calor metabólico para mantener su temperatura corporal constante. Debido a esto, la temperatura corporal interna de un endotermo es casi independiente de la temperatura del medio ambiente.
En la siguiente gráfica se muestra este patrón: el ratón mantiene una temperatura corporal constante cercana a los 37C a lo largo de una amplia gama de temperaturas externas.
Crédito de la imagen: esquema basado en datos de Cannon y Nedergaard1, Figura 2, y en una figura similar en Purves et al.2
Por otra parte, en ectotermos, la temperatura corporal depende principalmente de fuentes de calor externas. Es decir, la temperatura corporal de los ectotermos aumenta y disminuye junto con la temperatura del entorno. Aunque los ectotermos generan algo de calor metabólico —como todos los seres vivos—, los ectotermos no pueden aumentar esta producción de calor para mantener una temperatura interna específica.
Crédito de la imagen: diagrama basado en información de Cannon y Nedergaard1, Figura 2 y en una figura similar en Purves et al.2
Sin embargo, la mayoría de los ectotermos regulan su temperatura corporal. pero no lo hacen produciendo calor. En lugar de esto, usan otras estrategias como el comportamiento, es decir buscan el sol, la sombra, etc. para encontrar ambientes cuyas temperaturas satisfagan sus necesidades.
Algunas especies dificultan la división entre endotermos y ectotermos. Los animales que hibernan, por ejemplo, son endotermos cuando están activos, pero se asemejan a ectotermos cuando están hibernando. Peces grandes como el atún y los tiburones generaran y conservan suficiente calor como para elevar su temperatura corporal por arriba de la temperatura del agua circundante, pero a diferencia de un endotermo verdadero, no mantienen una temperatura corporal específica. ¡Incluso algunos insectos pueden usar calor metabólico para aumentar su temperatura corporal al contraer sus músculos de vuelo!5,6,7
Otro punto importante: como regla general, los endotermos tienen tasas metabólicas considerablemente más altas que los ectotermos. Eso es porque tienen que quemar grandes cantidades de combustible —alimento— para mantener su temperatura corporal interna.

¿Por qué regular la temperatura?

Hay algunos límites fundamentales sobre la temperatura corporal necesaria para sobrevivir en la mayoría de los animales. En un extremo del espectro, el agua se congela a 32F/ 0C y forma hielo. Si se forman cristales de hielo dentro de una célula, estos generalmente rompen sus membranas. En el otro extremo del espectro, las enzimas y otras proteínas celulares generalmente comienzan a perder su forma y función, se desnaturalizan, a temperaturas por encima de los 104F/ 40C.8
¿Por qué muchos organismos —incluidos tú y yo— mantienen su temperatura corporal en un intervalo aún más estrecho? La velocidad de las reacciones químicas cambia con la temperatura, porque la temperatura afecta la velocidad de las colisiones entre moléculas y porque las enzimas que controlan las reacciones pueden ser sensibles a la temperatura. Las reacciones suelen ser más rápidas a temperaturas más altas, hasta un punto máximo—más allá de este punto su velocidad cae notoriamente debido a la desnaturalización de las enzimas.
Cada especie tiene su propia red de reacciones metabólicas y un conjunto de enzimas enzimas que están optimizados para un intervalo de temperaturas determinado. Al mantener la temperatura corporal en ese intervalo blanco, los organismos aseguran que sus reacciones metabólicas funcione correctamente.

Equilibrio entre temperaturas

Tanto para endotermos como para ectotermos, la temperatura corporal depende del equilibrio entre el calor generado por el organismo y el calor intercambiado —perdido o ganado— con el medio ambiente.
El calor siempre se mueve de objetos más cálidos a objetos más fríos, como lo describe la segunda ley de la termodinámica.
Hay tres formas principales en las que un organismo puede intercambiar calor con el medio ambiente: radiación, conducción —junto con la convección— y evaporación.
  • Radiación: la radiación es la transferencia de calor desde un objeto más caliente a uno frío por radiación infrarroja, es decir, sin contacto directo.
  • Conducción: el calor puede transferirse entre dos objetos en contacto directo por medio de conducción. La convección auxilia en la conducción del calor entre la piel y el aire o el agua cercana; en este fenómeno el calor se transfiere por el movimiento del aire o el líquido.
  • Evaporación: la vaporización del agua de una superficie produce la pérdida de calor, por ejemplo, cuando el sudor se evapora de la piel. Para saber por qué ocurre esto revisa el video "¿Por qué sudar te refresca?".
¿Cómo los organismos controlan la producción e intercambio de calor para mantener una temperatura interna sana? Vamos a responder esta pregunta en el siguiente artículo sobre estrategias de regulación de temperatura.

Verifica tu comprensión: gráficas de tasa metabólica

La gráfica de abajo muestra la tasa metabólica en función de la temperatura exterior para dos animales: un endotermo y un ectotermo.
Crédito de la imagen: figura basada en Hiebert y Noveral9, Figura 1
¿Cuál curva representa el endotermo y cuál el ectotermo?
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