Cada vez que llega el invierno, las personas dudan en salir a la calle debido al viento penetrante y preparan artículos de invierno para la fría estación. Es fácil ver a la gente caminar apresuradamente, encogiendo los hombros, con chaquetas o abrigos de piel. Entonces, ¿cómo los animales, que no tienen casas para evitar el viento ni ropa gruesa que usar, soportan el severo frío?
El lugar más frío de la Tierra es la Antártida. Solo el 2 % de la superficie de la Antártida está expuesta y el resto está cubierto por 2 ㎞ de espesor de hielo. La temperatura promedio de la Antártida en invierno es de -56,7 ℃ y puede descender hasta -91,2 ℃. A veces, el viento de más de 50 metros por segundo sopla en la costa. La Antártida, que se descubrió recientemente debido al éxito de las expediciones en el siglo xx, es un lugar extremo. Sin embargo, incluso en la Antártida, que parece un continente blanco y estéril donde nada puede vivir, viven muchas criaturas.
Los microorganismos de la Antártida soportan el frío a través de un método químico: producen materiales anticongelantes que interrumpen la formación de cristales de hielo al combinarse con moléculas de agua.
Los blénidos antárticos que viven en el océano Antártico son incoloros. Es porque tienen sangre transparente que carece de hemoglobina. En su cuerpo se sintetiza glicerina; la glicerina es un tipo de líquido que se añade para reducir el punto de congelación del líquido anticongelante. Así como los microorganismos, muchos peces de la Antártida superan el frío usando materiales anticongelantes.
La Antártida es un lugar de vida para varios tipos de criaturas, incluyendo microorganismos que apenas se ven, pingüinos, ballenas y focas. Entre ellos, no podemos excluir a los pingüinos emperadores, los caballeros de la Antártida. Los pingüinos emperadores, cuyo caminar y pelaje parecido a un frac se ven adorables, de hecho, se enfrentan al frío extremo con todo su cuerpo en la Antártida. Entre los pingüinos que viven en la Antártida, los pingüinos emperadores son los únicos que ponen huevos y cuidan a sus crías en pleno invierno. El lugar donde viven es tan extremadamente frío que ni sus enemigos pueden atreverse a vivir allí, por lo que pueden cuidar a sus crías de forma segura.
Los pingüinos emperadores tienen varias formas de vencer el clima extremo de la Antártida. Cuando vemos a un pingüino saltar del mar sobre el hielo, parece empapado, pero el interior de su pelaje está totalmente seco. Es gracias al pelaje a prueba de agua que tienen. El vello fino y delgado que crece en la parte más interna de su pelaje forma una capa de aire que bloquea la emisión de calor debido a su baja conductividad térmica y mantiene el cuerpo caliente, y el tegumento más grueso, que es una capa de grasa, ayuda a mantener la temperatura corporal como un abrigo grueso.
Entonces, ¿qué ocurre con la parte del cuerpo que no está cubierta de pelaje? Las plantas de las patas que entran en contacto con el hielo están formadas por vasos capilares llamados “red maravillosa” que previenen la congelación. Gracias a la red maravillosa, la sangre fría cerca de las patas que tocan el hielo se calienta con la sangre caliente que viene del corazón, y entra en él, y la sangre caliente que proviene del corazón se enfría y luego fluye hacia las patas. Según un informe, las patas de los zorros y los perros árticos tienen una estructura similar.
El curioso andar de los pingüinos, por el cual son conocidos, también tiene una forma muy científica de vencer el frío. Al caminar, los cuerpos de los pingüinos se inclinan hacia la derecha y hacia la izquierda y se detienen temporalmente. Este tipo de caminar tiene el efecto de ahorrar el 80 % de energía y les ayuda a pasar el invierno cuando no hay mucho que comer.
Sin embargo, incluso así, no es fácil enfrentar solos el frío extremo de la Antártida, a pesar de que tienen una forma única de estar preparados para el invierno. Entonces, cuando sopla un viento penetrante, se reúnen densamente y comparten la temperatura corporal. Como cuando se estira una masa de harina, los pingüinos rotan como ondas cada 30 a 60 segundos para que aquellos que se encuentran en la capa externa puedan entrar poco a poco. A medida que mueven sus posiciones hacia el exterior desde el interior y viceversa, todo el grupo comparte la cálida temperatura corporal. A esto se le conoce como “agrupamiento”. Cuando cientos o miles de pingüinos emperadores se agrupan, ofrecen un grandioso panorama.
A diferencia de la Antártida, el Ártico consiste en un vasto océano rodeado por continentes y también por témpanos de hielo flotantes en el océano. En el Ártico, que se encuentra en el lado opuesto de la Antártida, hay animales que enfrentan el frío al igual que en la Antártida. Un ejemplo típico es el zorro polar. Muchos animales que afrontan el frío minimizan la superficie de sus cuerpos para perder menos calor. Es por eso que muchos animales que viven en la Antártida y el Ártico son redondeados y tienen mucha grasa y pies pequeños. Los zorros polares también tienen cuerpos grandes, orejas pequeñas y patas y colas cortas, que les ayudan a preservar el calor corporal.
Las focas pías que nadan en el frío océano Ártico son fuertes en el frío porque tienen una capa gruesa de grasa debajo de la epidermis lisa, como los pingüinos. Sin embargo, sus ojos que no tienen pelaje y la capa de grasa están expuestos indefensamente al entrar en la fría agua de mar. Por lo tanto, protegen sus ojos con una “membrana”, que es una capa transparente que cubre la córnea.
Los osos polares, que vienen primero a nuestra mente cuando pensamos en el Ártico, tienen una piel negra a diferencia de su apariencia blanca. La piel negra absorbe la luz, lo cual ayuda a mantener la temperatura de su cuerpo en el clima frío. En el sentido estricto de la palabra, el pelaje de los osos polares, que se ve tan blanco como la nieve, no es blanco. Su pelaje se ve blanco porque su estructura es similar a un tubo de plástico medio transparente y vacío y refleja la mayor parte de la luz. La razón por la cual el pelaje de algunos osos polares en el zoológico se ve verde es que tiene algas verdes atrapadas en el espacio vacío del pelaje. A medida que el espacio vacío del pelaje se llena de aire, mejora el efecto del aislamiento. Además, los osos polares tienen dos capas de pelaje: un pelaje corto crecido en abundancia, y un pelaje largo que es a prueba de agua. Esta es la razón por la cual los osos polares pueden nadar sin problemas en el mar helado.
Al igual que los pingüinos y los osos polares, muchos animales tienen pieles adecuadas para vencer el frío. Ni siquiera tenemos que ir muy lejos como la Antártida o el Ártico. Incluso a nuestro alrededor, es fácil encontrar animales que tengan pelaje para enfrentar el frío. Por lo general, son corderos o alpacas que habitan en las regiones montañosas donde hay un gran rango de temperatura diurna; como su pelaje consiste en una proteína llamada queratina, es flexible y rizado. Es debido a la estructura única de la queratina cuyas cadenas moleculares están retorcidas en forma de espiral. Esta estructura agrega solidez a la piel. No se daña ni se corta incluso después de doblarse hasta 30 000 veces, y es lo suficientemente fuerte como para expandirse 1/3 de su longitud sin ningún cambio en la estructura.
La mayoría de la gente piensa que un pelaje grueso es más caliente, pero en realidad cuanto más delgado es el pelaje, más caliente es. Es porque si el pelaje es más delgado, la capa de aire entre el pelaje es más gruesa. Exactamente así son las plumas de pato o de ganso, que es con lo que se rellenan las chaquetas de invierno. Las plumas de las aves tienen una estructura detallada donde las púas están unidas a un eje, lo que permite mucho aire en el medio. Así es como las aves pueden sobrevivir al frío invierno. Se han inventado varias fibras artificiales, pero la gente todavía busca materiales naturales como las plumas cada vez que llega el frío invierno. Es porque los materiales naturales son mucho más calientes que los artificiales.
¡Las regiones polares de la Tierra! Incluso en aquellas regiones donde solo hay un viento frío y feroz, la vida todavía existe. Los animales en las regiones polares soportan el frío extremo a su manera y mantienen su vida. ¿Cómo les fueron dados a estos animales las estructuras corporales y los métodos de supervivencia que soportan el crudo invierno?
- Fuentes
- K. Madefessel-Herrmann y otros, Chemie Rund um die Uhr (Química todo el día), Wiley-VCH; edición 1, 2004
- Lee Seong-gyu, 동물들이 ‘칼추위’ 견디는 비결 (Cómo enfrentan los animales el frío penetrante), Science Times, 11 de enero de 2012
- Lee Yeong-wan, 펭귄은 어떻게 추위를 견딜까 (Cómo soportan el frío los pingüinos), Joseon Ilbo, 10 de diciembre de 2012
- Choi Jong-uk, 펭귄이 남극에서 얼지 않는 이유는? (Por qué los pingüinos no se congelan en la Antártida), KISTI Science Fragrance, 17 de agosto de 2007
- Kim Ung-seo, 곰이 북극에서 살아남는 비법 (Cómo sobreviven los osos en el Ártico), KISTI Science Fragrance, 20 de noviembre de 2013