Así es como 53 especies de aves africanas se están adaptando al calor histórico

Este breve artículo apareció inicialmente en The Conversation

Durante el verano del hemisferio norte de 2022, otra ronda de olas de calor severas asado Eurasia, América del Norte y el norte de África - una punta cruda que estos problemas se están convirtiendo en el nuevo típico.

Estos eventos pueden tener un efecto terrible en la vida silvestre. Por ejemplo, los informes de grandes muertes de aves han terminado siendo regulares en los últimos años, como hemos visto en Patagonia , Argentina y también España.

Estos sucesos ponen de manifiesto la necesidad de comprender la capacidad de las aves (y también de otros animales) para tolerar el calor extremo. Estos datos serán esenciales para prever dónde y cuándo podrían producirse futuros episodios de muerte. Asimismo, puede indicarnos qué especies se verán más afectadas.

Curiosamente, cuando realizamos un estudio para medir cuánto calor podían soportar 53 variedades de aves en el sur de África, localizamos que las variedades difieren considerablemente en la forma en que se ocupan del calor.

Lo más importante es que el nivel de temperatura corporal de un pájaro podría llegar a ser -lo que llamamos "temperatura corporal óptima soportable"- variaba de forma inesperada entre los tipos de pájaros de diversas zonas climáticas. Esto sugiere que las aves de diversos climas manejarán el calor extremo de manera diferente.

Este es un hallazgo crucial. Anteriormente investigación presumían que la acción de la temperatura corporal ante niveles extremos de temperatura del aire para las aves era similar entre las especies. Las previsiones sobre la vulnerabilidad exacta de las aves a la modificación del medio ambiente se han diseñado teniendo en cuenta esta idea.

Nuestro estudio de investigación revela que el hecho es mucho más complejo. Las aves podrían haber evolucionado, dependiendo del lugar en el que vivían, para variar en rasgos como el nivel de temperatura corporal y también su capacidad para lidiar con el calor.

Asumir que todas las aves manejan el calor de la misma manera podría llevar a predicciones que no reflejen lo propensas que son realmente al calentamiento internacional. Para mejorar la precisión de tales predicciones, es necesario incorporar los límites del nivel de temperatura corporal de variedades específicas.

Regulación de la temperatura corporal en el calor.

Nuestro estudio examinó 53 variedades de aves de regiones costeras cálidas y secas, de grandes colinas o acogedoras del sur de África.

Se planteó la hipótesis de que las aves de diferentes zonas climáticas variaban en la retroalimentación de la temperatura corporal a las temperaturas severas del aire. Pusimos a prueba esta teoría midiendo la temperatura corporal de las aves, el precio metabólico y también la pérdida de agua por evaporación al aumentar la temperatura del aire. (La pérdida de agua se produce principalmente cuando un ave se pone los pantalones, lo que le permite enfriarse).

Pensamos especialmente en el nivel máximo de temperatura corporal de las aves. Lo medimos justo antes de que los pájaros mostraran síntomas como la pérdida de coordinación y también aumentos incontrolados de la temperatura corporal. Ambos signos están relacionados con la aparición de hipertermia severa, o sobrecalentamiento.

Descubrimos que las aves del desierto soportaban fácilmente temperaturas del aire superiores a los 50 °C, sin que se produjera un aumento drástico de su temperatura corporal. Mantenían la temperatura corporal por debajo de aproximadamente 44,5 ° C.

Por el contrario, las aves de regiones más cálidas y húmedas soportaron niveles de temperatura del aire superiores a los 40 antes de mostrar signos de hipertermia grave. Sus temperaturas corporales aumentaron generalmente en prácticamente 6 niveles sobre los niveles regulares de 38-41 ° C.

Generalmente, los grandes cambios en la temperatura corporal de un ave a lo largo de la exposición directa al calor severo sugieren que el ave no es capaz de mantener (o termorregular) los niveles ideales de temperatura corporal.

Sin embargo, una especie, la quelea de pico rojo, que tiene lugar en gran parte del África subsahariana, podría hacer frente a un aumento del nivel de temperatura corporal hasta unos asombrosos 48 ° C sin ningún efecto de enfermedad. Esto se suponía antiguamente desde un punto de vista físico difícil entre las aves.

Evolución de la resistencia al calor.

¿Por qué los pájaros avanzaron en la tolerancia a temperaturas corporales tan altas?.

La respuesta, creemos, es que las aves de zonas más húmedas se han adaptado a contar mucho menos con el aire acondicionado evaporativo durante el calor.

El enfriamiento por evaporación se produce cuando un ave pierde calor jadeando por la boca o por otras vías. Es el único método por el que un ave puede descargar el calor cuando el nivel de temperatura de su entorno instantáneo es superior a su temperatura corporal. Por lo tanto, tener la capacidad de tolerar una temperatura corporal alta permite a un pájaro aguantar en un lugar húmedo, donde no puede descargar mucho calor mediante el jadeo.

Básicamente, las aves que han evolucionado en entornos húmedos soportan un calor increíble tolerando la hipertermia. En cambio, las aves del desierto utilizan una refrigeración por evaporación extremadamente fiable para evitar la hipertermia.

Esto recomienda que estar sometido a diferentes condiciones climáticas ha impulsado el avance de las distinciones en la temperatura corporal y la resistencia al calor entre las aves de diversos climas.

Protección de las aves contra el calor.

Los hallazgos de nuestro estudio de investigación son extremadamente pertinentes para comprender los peligros que presenta el frente cálido severo para las aves y también para varios otros animales silvestres. Por ejemplo, nuestros hallazgos confirman las incertidumbres anteriores de que los pájaros cantores, que constituyen más del cincuenta por ciento de todas las especies de aves del mundo, corren un riesgo especial ante las olas de calor.

El desarrollo de estrategias para minimizar los efectos de estas ocasiones en las aves y también en otros animales salvajes es fundamental, ya que los graves episodios de calor se están convirtiendo en algo mucho más normal y extenso en todo el sur de África. Estos fenómenos suponen una amenaza cada vez mayor para la extraordinaria biodiversidad de la zona.

Estos peligros se ilustraron drásticamente en el norte de KwaZulu-Natal, Sudáfrica, el 8 de noviembre de 2020, cuando los niveles de temperatura del aire en la zona de Pongola se dispararon a 45 ° C a media tarde. Esto provocó que un gran número de aves sucumbieran. Alrededor del 90% de los cadáveres de aves descubiertos por los guardabosques de la zona en la cercana Reserva Natural de Phongolo en las consecuencias del calor eran los de los pájaros cantores.

Las intervenciones de gestión en las áreas protegidas podrían reducir la posibilidad de futuras ocasiones de muerte. Mantener la vegetación no ética, por ejemplo, proporciona lugares increíbles donde las aves pueden huir de lo más horrible del calor. Los recursos de agua libres aumentarán además la probabilidad de que las aves sean capaces de defender las temperaturas corporales por debajo de las limitaciones letales.

En última instancia, sin embargo, el único medio para evitar las pérdidas a gran escala de la biodiversidad de las aves - por lo tanto, el rápido calentamiento mundial - es la rápida descarbonización de las situaciones económicas y una transición global a las fuentes de energía renovables.

Marc Trevor Freeman obtiene financiación de la National Research Foundation.

Andrew McKechnie recibe financiación de la Fundación Nacional de Investigación. Es titular de la cátedra sudafricana de investigación en fisiología de la conservación, que ostenta el Instituto Nacional Sudafricano de Biodiversidad y que coordina la Universidad de Pretoria.

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