viernes, 24 de diciembre de 2021

Los renos de Papá Noel. [#CienciaEnNavidad]

Inspirado por un post de Naukas de 2016, escrito por Juan Pascual, en el que se nos explicaban algunas cuestiones científicas sobre los renos de Santa Claus, y por el programa de radio en el que hablé sobre la Ciencia de la Navidad, allá por el mismo año, me he animado a hacer este post, en el que vuelvo a traer algunas de esas cuestiones, acompañadas de sus correspondientes postales navideñas que este año usaré de felicitaciones para mis amigos, familiares, compañeros y alumnos. 


De la icónica imagen del trineo de Papá Noel con los renos tirando de él, podemos sacar mucha ciencia aunque a priori no lo parezca. En primer lugar hablemos del sexo de los renos, puesto que si nos fijamos en los nombres de los 9 renos que tiran del trineo mágico volador podemos deducir que son todos renos machos. Los nombres son: Donner, Blitzen, Vixen, Cupid, Comet, Dasher, Dancer, Prancer y Rudolph, traducidos a nuestro idioma como Trueno, Relámpago, Juguetón, Cupido, Cometa, Alegre, Bailarín, Acróbata y Rodolfo. Los primeros ocho renos, los originales, proceden del poema de 1807 "A Visit From St. Nicholas", mientras que Rudolph, el reno de la nariz roja, sería añadido a raíz de la publicación de Robert L. May "Rudolph, the red-nosed reindeer", en 1939. Claramente se trata de 9 nombres masculinos, al menos en castellano.


Si atendemos a la ciencia podemos comprobar que esto no es cierto, pero antes tenemos que saber si los renos de Papá Noel existen de verdad. Los renos pertenecen a la especie Rangifer tarandus, también conocidos como caribúes. Los renos son miembros de gran tamaño de la familia de los cérvidos, a la que también pertenecen ciervos, gamos, corzos... y viven en manadas que van desde pocos ejemplares hasta cientos de ellos. En primavera, a veces, forman enormes manadas de muchos miles de ejemplares. Las manadas más grandes suelen encontrarse en Rusia. Se piensa que la manada más grande conocida tenía un número de renos que podría estar entre 400.000 y un millón de ejemplares. 

Aunque siempre hemos oído que los renos y Papá Noel viven en el Polo Norte, habría que matizar esto, puesto que este Polo está en medio del Océano Glacial Ártico, generalmente cubierto de hielo, lo cual dificulta su acceso a los animales terrestres. Los renos habitan en zonas del norte de Europa, Asia y América del Norte. La subespecie norteamericana es la que suele recibir el nombre de caribú. 

Renos. Fuente


Volviendo al sexo de los renos y conociendo ya la especie a la que pertenecen, podemos afirmar con rotundidad que son hembras, ya que los machos adultos pierden sus cuernos cada año a principios de diciembre, justo después de la temporada de apareamiento, para volverlos a desarrollar unos meses más tarde, mientras que las hembras los mantienen hasta la primavera con el fin de proteger a sus crías. En todas las representaciones de los renos de Papá Noel, las cornamentas de estos están siempre presentes durante el reparto de los regalos durante Nochebuena y Navidad, época donde los machos ya han perdido sus cuernos. En estas fechas, sólo las hembras conservan sus astas. En este sentido los renos son bastante especiales, puesto que podemos considerarlos como la única especie de ciervo cuyas hembras tienen cornamenta.

Las astas de los renos machos durante el año. Fuente


Podemos afirmar claramente que todos los renos escogidos por Papá Noel son hembras, a pesar de los nombres. Aunque también estaría la posibilidad de que fueran machos castrados (glups!), ya que la disminución de hormonas masculinas permitiría que los machos mantuvieran sus astas en Navidad... Pero es que hay buenas razones para que Santa escogiera hembras, ya que tienen una proporción de grasa en el total de la masa corporal un 45% mayor que los machos. Este tejido adiposo adicional les sirve como aislamiento que los mantiene calientes en las gélidas condiciones de casi -50 ºC que pueden llegar a soportar, sobre todo si viajan volando por las capas bajas de la atmósfera. En algunos artículos se ha llegado a hablar de las hembras de reno con el nombre de "focas con pezuñas", no de forma insultante, por supuesto, sino por lo parecido de su equipamiento contra el frío. Los machos por su parte, tienen tan solo aproximadamente un 5% de grasa corporal cuando llega Navidad, puesto que han perdido gran parte de sus reservas de grasa durante la temporada de apareamiento.

Hembra de reno. Fuente


Pero, un momento, quizás haya una excepción, y no todos sean hembras. Fijémonos en Rudolph, el reno de la nariz roja. Este personaje surgió como el típico héroe de una historia infantil con temática anti-buylling, donde se nos cuenta como es capaz de afrontar todos los problemas que le provoca su aspecto diferente para terminar convirtiéndose en el líder de la manada y en el más popular de todos los renos de Papá Noel. En la portada original del libro "Rudolph, the red-nosed reindeer", la nariz roja de Rudolph brilla intensamente, pero destaca que sus cuernos nada tienen que ver con los de los demás renos, y se ven como pequeñas protuberancias, lo que nos hace pensar que Rudolph es un ejemplar juvenil. ¿Pero, y si no se trata de un joven, sino de un macho que ha perdido sus astas a principios de diciembre? Es una buena pregunta que nos lleva a poder pensar que al menos uno de los renos de Papá Noel es un macho.

Rudolph el reno de la nariz roja. Fuente


Es asombroso comprobar cómo estos animales pueden sobrevivir en lugares tan inhóspitos como Alaska, Canadá, Escandinavia y Rusia, donde se alimentan de las escasas plantas y de los líquenes de la tundra helada. Pero es que sus adaptaciones al frío y a esas condiciones justifican con creces porqué Papá Noel los eligió. Nuestro gordo amigo se protege del frío con un grueso abrigo rojo y su característico gorro navideño, pero los renos traen de serie su propio abrigo. A la capa de tejido adiposo que comentábamos antes, se le une que los renos cuentan con un denso pelaje en el que nos encontramos más de 2000 pelos/cm2, mientras que los humanos tenemos unos 250 pelos/cm2 (Bueno, quizás Papá Noel tenga alguno más en su espesa barba...). Estas pieles proporcionan una buena regulación térmica porque tienen dos capas de pelo: una capa interna densa y una capa superior. En esta capa superior, para darles más ventaja aún, los pelos de los renos son huecos, y su interior está lleno de aire, gracias a lo cual se consigue un perfecto aislamiento que ayuda a soportar las gélidas temperaturas de estos lugares. Algunos lugareños han usado tradicionalmente pelo de reno para rellenar los chalecos salvavidas, debido a que el aire de su interior les confiere gran flotabilidad.

Pelo hueco de reno. Fuente


Pero aún hay más, ya que también tenemos que hablar de las patas de los renos. Para caminar en la nieve sin hundirse o congelarse, los renos han desarrollado pezuñas anchas en forma de media luna. Estas los mantienen estables, pero además, también pueden usarlas como palas para excavar y encontrar líquenes debajo de la nieve. Las almohadillas de los cascos de sus pezuñas se encogen y endurecen durante el invierno, lo que permite que los renos caminen sobre sus bordes afilados. Además de reducir el área del casco expuesta al suelo frío, los bordes de las pezuñas se clavan en el hielo y la nieve para evitar resbalones. Obviamente, esta es una gran adaptación para mantener firmes a los renos cuando aterrizan sobre los tejados nevados de algunas casas.

Pezuñas de reno. Fuente


Las células de todos los seres vivos cuentan con una membrana citoplasmática que separa el medio interno del exterior, proporcionando una capa que permite el intercambio controlado de sustancias entre el interior y el exterior y viceversa. Esta membrana es una bicapa lipídica formada básicamente por fosfolípidos que se disponen enfrentando sus colas apolares y dejando las cabezas polares hacia el interior y el exterior. Entre los fosfolípidos encontramos otros lípidos como el colesterol, proteínas y glúcidos, que conforman una estructura característica llamada mosaico fluido típica de todas las membranas celulares. Los fosfolípidos están formados por dos ácidos grasos unidos a una molécula de glicerina o glicerol, mediante enlaces tipo éster. La glicerina se une también a un ácido fosfórico y a un alcohol, completando la estructura típica de cualquier fosfolípido o fosfoglicérido.  Si los ácidos grasos que conforman los fosfolípidos son saturados, es decir, sin dobles enlaces en su estructura, las membranas son menos fluidas, o sea mas rígidas, mientras que si abundan los ácidos grasos insaturados, éstas son más fluidas.

Membrana citoplasmática. Fuente


¿Y por qué cuento todo esto sobre las membranas? Pues porque los renos tienen concentraciones más altas de ácidos grasos insaturados en las células de sus extremidades, donde la temperatura puede bajar hasta 30ºC por debajo de la del resto del cuerpo, al estar las patas en contacto directo con el frío terreno nevado. Además, el contenido en ácidos grasos insaturados en las membranas de sus células va aumentando progresivamente conforme bajamos hacia las pezuñas: Cuanto más cerca del suelo, mayor cantidad de ácidos grasos insaturados. Así se consigue que las membranas de estas células tengan la fluidez adecuada a las bajas temperaturas del entorno donde viven y se evita la congelación de las extremidades.

Diferencia entre los fosfolípidos con ácidos grasos saturados y saturados en una membrana. Fuente



A esto ayuda por supuesto, la circulación de la sangre en las patas, ya que tienen un sistema de vascularización muy inteligente: las arterias, que son los vasos sanguíneos que van del corazón a las extremidades, y las venas, que son los vasos sanguíneos que van desde las patas hasta el corazón, están muy cerca, discurren paralelamente y muy juntas a lo largo de las extremidades, por ello, la sangre arterial, que está a la temperatura corporal del animal, calienta a la sangre venosa que sube al corazón desde las patas frías en contacto con la nieve. A esto se le llama intercambio de calor a contracorriente.




Hablando de vascularización, quizás aquí encontremos también una explicación científica a la nariz roja de Rudolph, ya que realmente algunos renos presentan tonos rojizos en sus hocicos, debido a la presencia de una microcirculación nasal muy densa y rica, es decir, una gran cantidad de vasos sanguíneos apiñados en el espacio reducido de la nariz. Esta acumulación de vasos sanguíneos ayuda a regular la temperatura corporal de estos animales en el gélido norte, ya que recordemos que en invierno, cuando más frío hace, las partes que suelen enfriarse antes son las más alejadas del cuerpo, precisamente porque es donde mas cuesta que llegue la sangre para calentarlas. Pensad en vuestras narices y puntas de los dedos de manos y pies en un frío día de enero. 

Hocico de reno. Fuente


Pero también hay otra posible explicación para la nariz roja de Rudolph, aunque no es tan agradable, ya que puede deberse a una infección parasitaria que afecte al aparato respiratorio del animal y se manifieste con esos tonos rojizos en su hocico. Son varios los parásitos que pueden provocar esto en los renos, como los protozoos del género Sarcocystis (S. gruhneri, S. rangi, S. tarandivulpes, S. hardangeri, S. tarandi y S. rangiferi); algunos cestodos, como Taenia ovis krabbei; algunos nematodos, como Lappnema auris, Ostertagia gruhneri, Skrjabinagia arctica, Nematodirus tarandi, Nematodirella longispicula y Elaphostryngilus rangiferi; algun pentastómido como Linguatula arctica; e incluso insectos como Solenopotes tarandi, Cephenemyia trompe y Oedemagena tarandi. En humanos, un simple resfriado puede hacer que se nos ponga la nariz roja, debido a la continua fricción con los pañuelos y al aumento de la circulación en la zona, pero en Rudoph no se trataría solo de eso, sino a la presencia de algunos de los parásitos mencionados anteriormente en su aparato respiratorio.

Un Rudolph muy realista. Fuente


Lo que está claro es que por muy roja que estuviera la nariz, no emitiría luz. Los renos no son capaces de producir bioluminiscencia, como otros representantes del reino anima, pero sí tienen adaptaciones que tienen que ver con el espectro electromagnético. Esto nos lleva a otro buen motivo para que Papá Noel los haya elegido como los animales que tiran de su trineo. Las líneas de alta tensión suponen un peligro para el reparto de los regalos la noche de Navidad, puesto que el trineo no lleva faros y ya hemos dicho que la nariz de Rudolph a pesar de ser roja, no ilumina. Pero los renos cuentan con otra capacidad asombrosa: Son los únicos mamíferos, junto con algunas especies de roedores, que pueden ver la luz ultravioleta (UV). La visión UV les aporta una gran ventaja porque la nieve refleja toda la luz UV, mientras que los líquenes del género Cladonia, uno de sus alimentos clave, muestran una fuerte absorción en los rayos UV en relación con su absorción de otras longitudes de onda visibles, lo cual provoca un contraste que facilita que los encuentren. A esto se le suma que algunos de sus depredadores naturales, como los lobos de pelaje blanco generalmente exhiben una reflectancia ultravioleta baja. Por lo tanto, para los renos, tanto su alimento preferido así como sus principales depredadores, aparecen con un mayor contraste en el paisaje nevado que refleja los rayos UV. Un beneficio potencial adicional de esta gran sensibilidad a los rayos UV puede estar también relacionado con el hecho de que la reflectancia UV de la nieve cambia con la calidad de su superficie, lo que puede influir en la búsqueda de alimento y en el desplazamiento por sus territorios, evitando las zonas más inestables, blandas e inseguras.

Visión de los renos VS visión humana. 

Contraste en la nieve. Fuente


En el caso de los renos de Papá Noel, sabemos que las líneas de alta tensión ionizan el aire a su alrededor causando la emisión de rayos UV que los humanos no podemos detectar, pero los renos sí. Además pueden visualizar esa longitud de onda a cientos de metros de distancia. Ya sabemos cómo se las habían para sobrevolar nuestras ciudades sin chocar contra el cableado eléctrico.


Está claro que los ojos de los renos son especiales, puesto que la exposición a los rayos UV puede producir una fotoqueratitis conocida como ceguera de la nieve en la que la córnea sufre una forma de quemadura solar. No hay evidencia de ceguera de la nieve en los mamíferos árticos, donde se incluyen los renos, y se desconoce la explicación de esto. La presencia de componentes depuradores como el ácido ascórbico y los cambios estacionales en la córnea parecen estar relacionados con esta habilidad. Estos cambios estacionales provocan que en verano, cuando la luz del día es abundante, los ojos de los animales sean dorados. Cuando llega el invierno y y la oscuridad en las zonas donde habitan es casi constante, sus ojos se vuelven azules, lo que aumenta la dispersión de la luz reflejada y les ayuda a ver mejor.

Ojos de reno. Fuente


Vamos a ir terminando el artículo comentando que aunque la capacidad de vuelo no la tienen los renos, puesto que los quirópteros, los murciélagos y zorros voladores, son los únicos mamíferos voladores. Lo que sí está claro, es que los renos son buenos animales de tiro y podrían arrastrar un trineo sin problemas, aunque otra cosa es que pudieran con el peso de Papá Noel y la gran cantidad de regalos que porta. Hace unos años en el Daily Telegraph, en Reino Unido, calcularon que se necesitarían 5,6 millones de renos para tirar de 925.000 toneladas de juguetes. Parece claro que nuestros 9 renos son insuficientes, por mucho empeño que le pongan. Pero tanto para esto, como para el vuelo, ya que no tenemos explicación científica, concluiremos que es cosa de la magia de la Navidad.

¡FELICES FIESTAS!

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Bibliografía:

https://naukas.com/2016/12/08/

https://es.wikipedia.org/wiki/Renos_navideños

https://www.goodnewsnetwork.org/the-science-on-santas-reindeer-being-female/

https://www.livescience.com/32149-are-santas-reindeer-males.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Rudolph_the_Red-Nosed_Reindeer

https://www.fi.edu/flying-reindeer

https://www.nature.com/articles/nature.2014.14868

https://thegreekobserver.com/blog/2017/12/04/science-christmas-santa-claus-sleigh-presents/

https://www.mamalifts.com/christmas-in-pounds/

https://munin.uit.no/bitstream/handle/10037/3718/thesis.pdf?sequence=1&isAllowed=y

https://www.elblogdefinlandia.com/2015/01/renos-en-laponia/

https://www.scientificamerican.com/article/a-skill-better-than-rudolphs/

https://theconversation.com/five-ways-reindeer-are-perfectly-evolved-for-pulling-santas-sleigh-173548

https://www.pbs.org/newshour/science/7-things-didnt-know-reindeer

- Halvorsen, O. (1986). Epidemiology of reindeer parasites. Parasitology today, 2(12), 334-339.

- Hogg, C., Neveu, M., Stokkan, K. A., Folkow, L., Cottrill, P., Douglas, R., ... & Jeffery, G. (2011). Arctic reindeer extend their visual range into the ultraviolet. Journal of Experimental Biology, 214(12), 2014-2019.

- Tyler, N. J. C., Jeffery, G., Hogg, C. R., Stokkan, K. A., & Giguère, N. (2014). Ultraviolet vision may enhance the ability of reindeer to discriminate plants in snow. Arctic, 159-166.

- Dominy, N. J. (2015). Reindeer Vision Explains the Benefits of a Glowing Nose. Frontiers for Young Minds, 3, 18.







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