La red carotídea de la gacela de Thomson enfría su cerebro mediante un intercambio de calor a contracorriente.
Introducción
La gacela de Thomson vive en la sabana del este de África, donde está expuesta a altas temperaturas y a la depredación de grandes felinos, como el guepardo, el león o el leopardo. Se ha registrado que estas gacelas corren hasta 43-50 millas por hora. Tal explosión de velocidad puede aumentar la tasa metabólica y, por lo tanto, la producción de calor hasta 40 veces. Es difícil disipar tales cargas de calor, especialmente en ambientes áridos donde el agua es escasa y un animal necesita evitar perder demasiada a través del enfriamiento por evaporación.
La estrategia
El cerebro es una parte del cuerpo que es particularmente sensible a las altas temperaturas. Por lo tanto, algunos ungulados, como la gacela de Thomson, utilizan una estructura de intercambio de calor a contracorriente conocida como red carotídea para mantener el cerebro más fresco que el cuerpo.
La red es una configuración de arterias y venas en un seno en la base del cerebro. La sangre caliente que fluye hacia el cerebro viaja desde la arteria carótida hacia una red de pequeñas arterias dentro del seno, donde transfiere parte de su calor a la sangre venosa más fría que fluye en la dirección opuesta cuando regresa de las fosas nasales. La sangre arterial enfriada luego continúa hacia el cerebro.
León acercándose a una gacela de Thomson.
Gacela de Thomson
Gacela de Thompson macho. Cráter de Ngorongoro, Tanzania. Foto de Lee R. Berger
Gacela de Thomson
La gacela de Thomson huyendo de un ataque de guepardo. Cráter de Ngorongoro, Tanzania. Foto de Lee R. Berger
En una gacela de Thomson que corre, la temperatura corporal aumenta más que la temperatura cerebral, de modo que se ha medido una diferencia entre la temperatura cerebral y corporal de 2.7 °C. Un depredador como el guepardo debe dejar de correr cuando su temperatura corporal (y cerebral) alcanza los 40.5 °C. , pero la gacela puede seguir corriendo cuando la temperatura de su cuerpo sube por encima de los 43° porque la temperatura de su cerebro todavía no ha superado los 40.5°. La capacidad de mantener la cabeza fría puede dar a la gacela una ventaja de supervivencia en estas actividades depredadoras, ya que puede sobrevivir al guepardo que no puede mantener un cerebro más frío.
Las posibilidades
Los intercambiadores de calor a contracorriente se pueden encontrar en muchos organismos en muchas configuraciones. Si bien estos mecanismos son bien conocidos por los ingenieros, una mirada de cerca al diseño de los utilizados por la naturaleza puede ser útil para diseñar sistemas de control térmico de viviendas humanas.
