Lynn Margulis y la teoría endosimbiótica

Día de la mujer y la niña en la ciencia 2019

En 2015 la Asamblea General de las Naciones Unidas estableció la celebración del Día de la mujer y la niña en la ciencia el 11 de febrero. La de este año es solo la tercera edición de esta iniciativa, pero su éxito es indiscutible. En los últimos tiempos hemos asistido a un resurgimiento del movimiento feminista que, entre otras cosas, reivindica el acceso de la mujer a puestos laborales de responsabilidad. Esto es especialmente importante en ciencia, ya que, relegada durante siglos a las tareas del hogar y la crianza, la mujer ha sido frecuentemente considerada inferior al hombre física y también intelectualmente. No es de extrañar por tanto que las profesiones asociadas a un nivel alto de inteligencia, como la ciencia, sean tradicionalmente un ámbito masculino.

Por suerte, iniciativas como el día de la mujer y la niña en la ciencia contribuyen enormemente a visibilizar la labor de las mujeres científicas y a despertar vocaciones en las más pequeñas. A raíz de esto, se están poniendo en valor la vida y obra de numerosas científicas de todas las épocas históricas. Por eso, quiero aportar mi granito de arena a la celebración hablándoos de una de mis biólogas favoritas: Lynn Margulis.

 

Nota: algunas explicaciones de esta entrada implican biología celular a un nivel bastante teórico. Como personalmente estoy especializada en Ecología y no quiero utilizar tecnicismos, voy a mantener el lenguaje tan simple como sea posible, utilizando símiles y sin entrar en muchos detalles.

¿Qué hizo Lynn Margulis?

Por qué debería interesarte esta científica

Lynn Margulis fue una bióloga estadounidense del siglo XX especializada en genética. Su visión de la naturaleza y los sistemas biológicos tenía un carácter holístico, es decir, de conjunto, y defendió la idea de la cooperación como un importante motor en la evolución de la vida. Fue una trabajadora incansable y dedicó sus estudios principalmente al mundo de los microorganismos. Su principal aportación a la ciencia fue la teoría endosimbiótica o teoría de la endosimbiosis seriada (SET).

Seguramente sepas que tradicionalmente se distinguen dos tipos de células: las procariotas (de pro, “antes” y karion, “nuez” y, por extensión, “núcleo”) y las eucariotas (de eu, “verdadero”). Las células son básicamente un “saquito” (membrana) lleno de líquido (citoplasma) y diversos elementos necesarios para sobrevivir. Entre ellos el más importante es el ADN, que contiene las “instrucciones” para “gobernar” el funcionamiento de la célula. El ADN de las células procariotas se encuentra disperso por su interior, mientras que en las eucariotas está “guardado” en un segundo “saquito” interno, el núcleo. El típico ejemplo de célula procariota es la bacteria, un grupo de seres vivos en el que encontramos organismos con todo tipo de formas y características. Las células eucariotas son las que conocemos como células animales y vegetales, y sus estructuras son por lo general mucho más grandes y complejas que las de las bacterias.

El origen de la vida y, en concreto, el de las células eucariotas, siempre ha sido una de las grandes preguntas de la Biología. Con su teoría endosimbiótica, Lynn Margulis propuso un proceso mediante el que, en un mundo remoto dominado por bacterias, estas fueron uniéndose unas con otras para formar las células eucariontes.

Estas uniones serían el resultado de una célula que intenta comerse a otra pero, en vez de digerirla, la conserva en su interior y forma así un nuevo organismo. La teoría distingue tres pasos:

1.     Una célula se une con otra y forman un “saquito” móvil con una segunda membrana interna que contiene el ADN, es decir, el núcleo. Tenemos la primera célula con núcleo separado y, por tanto, eucariota.

2.     La célula se asocia con una bacteria que es capaz de respirar oxígeno. Se trataría de la mitocondria.

3.     La célula incorpora una bacteria capaz de realizar la fotosíntesis, que sería lo que conocemos como cloroplasto. Es el origen de las células animales.

Esta teoría, aceptada hoy en día por la comunidad científica, consigue explicar de manera ingeniosa y congruente por qué las mitocondrias y los cloroplastos son tan “raros”. En la célula existen diversos orgánulos (un equivalente a lo que llamamos órganos en nuestro cuerpo) con diferentes funciones. La mayoría no son más que repliegues de la membrana, que contienen o producen ciertos elementos químicos, pero las mitocondrias y los cloroplastos resultan más sofisticados. A semejanza de muchas bacterias, tienen forma alargada, una membrana doble y, lo que es más sorprendente ¡su propio material genético! La teoría endosimbiótica utiliza estas evidencias para justificar que las mitocondrias tuvieran un pasado como bacterias de vida independiente.

Dibujo conceptual y fotografía de una bacteria.

Dibujo conceptual y fotografía de un cloroplasto.

La mitocondria (digo “la”, pero cada célula eucariota puede contener cientos de ellas) es la única parte de la célula capaz de convertir el oxígeno en energía, es decir, de respirar. En las células vegetales, además de mitocondrias hay cloroplastos, que presentan estas mismas peculiaridades “bacterianas” y además son capaces de hacer la fotosíntesis. En resumen, estos orgánulos funcionan como una especie de “fábrica de energía” celular. De aquí viene el concepto de “endosimbiosis” (endo, “interior de”) de la teoría de Lynn, haciendo referencia a que la unión de varios organismos pudo ser altamente beneficiosa para ambos.

Las asociaciones simbiónticas pueden observarse también en nuestro estómago, en el que tenemos numerosos microorganismos que nos ayudan a digerir algunos compuestos.

También cabe destacar que Lynn contribuyó posteriormente a la Hipótesis de Gaia, formulada por su colega James Lovelock, que concibe la Tierra como un “superorganismo” caracterizado por las interacciones de todos los seres vivos y sus ambientes.

¿Por qué fue importante su trabajo?

Cómo entender la revolución que supuso

Yo estudié la teoría endosimbiótica en mis libros de texto del instituto, por lo que me parece totalmente lógica. Sin embargo, las ideas de Lynn Margulis fueron en su momento muy controvertidas. A mediados del siglo XX, la evolución, basada en la teoría darwinista, había recibido gran atención científica, pero se había centrado en animales y plantas. Los microorganismos, y en concreto las bacterias, eran estudiadas mayoritariamente en el campo de la medicina. Además, estas investigaciones se centraban en su forma y función (su fisiología), pero no se concedía apenas interés a su Evolución ni su Ecología. Por otra parte, se creía que la competencia entre seres vivos era el motor principal de la evolución.

En este contexto, podéis imaginar el revuelo que provocó Lynn al defender que las bacterias tenían un papel fundamental en la evolución de la vida y que se trataba de una relación definida por la cooperación entre individuos. Lynn necesitó hasta quince intentos para publicar sus primeros trabajos y fue criticada por muchos defensores de la teoría darwinista que se aferraban a sus ideas de una forma rígida y no admitían modificaciones. A pesar de ello, Lynn se mantuvo firme en su teoría y reunió un gran número de estudios y evidencias que apoyaban su trabajo.

¿Cómo era ella?

Seguro que ahora te interesa su vida

Lynn Petra Alexander nació en 1938 en Chicago. Allí pasó su infancia y desarrolló las primeras etapas de sus estudios, enfocada al campo de la biología y, concretamente a la zoología y la genética. Fue en la Universidad de Chicago donde conoció a su primer marido, el televisivo físico teórico Carl Sagan. Antes de los 25 años Lynn había tenido dos hijos y terminado su máster en genética y zoología.

Después de eso estudió Biología en la Universidad de Wisconsin y fue encadenando trabajos en diversas universidades de todo el país. En 1964, poco antes de presentar su tesis, se divorció de Carl Sagan. Se casó de nuevo en 1967 con un cristalógrafo llamado Thomas Margulis, al que debe el apellido con el que se hizo mundialmente famosa. Lynn tuvo otros dos hijos con su segundo marido pero finalmente volvió a divorciarse en 1980, época en la que ella era una profesora consagrada en la Universidad de Boston. Ya en la década de los 2000, Lynn tuvo otra relación con el biólogo Ricardo Guerrero, pero no llegaron a casarse. La científica falleció en 2011.

Mapa de Estados Unidos que refleja la trayectoria profesional de Lynn Margulis a lo largo de su vida.

Quiero destacar que el cambio de apellidos, asociado a las tradiciones matrimoniales anglosajonas, hicieron que la científica firmase sus primeros artículos como Lynn Sagan, lo que a veces puede llevar a confusión. Aunque esta científica decidió conservar el apellido de su segundo marido de por vida, y sé que lo habitual cuando se habla de una personalidad en un texto es llamarla por su apellido, te habrás fijado que a lo largo de la entrada yo he preferido referirme a ella por su nombre de pila. No pretendo ser descortés con ello ni tratarla de manera informal, pero veo más justo referirme a ella por el nombre que llevó durante toda la vida y que era únicamente suyo.

Lynn y Carl Sagan en su boda.

¿Por qué la admiro?

Gran científica, mejor persona

Las ideas de Lynn Margulis fueron originales y revolucionarias, resultado de una mente creativa y una tremenda dedicación al trabajo. La semilla de la endosimbiosis ya estaba presente en los trabajos de algunos científicos anteriores a Lynn, que habían sido desestimados e incluso ridiculizados, pero ella fue quien desarrolló esta teoría con datos y evidencias firmes. Aparte de su genialidad, Lynn tuvo la fuerza necesaria para defender sus ideas con argumentos sólidos e ingenio y no dejarse desanimar por sus detractores.

Por lo que cuentan de ella sus conocidos en los numerosos reportajes que se le han dedicado, y por lo que trasluce en sus entrevistas, Lynn fue una mujer alegre y vivaracha, que se interesó por divulgar la ciencia y contrastar sus ideas con científicos de diferentes ámbitos. Con su teoría de la endosimbiosis, la científica defendió la idea de considerar los sistemas biológicos y su evolución como un conjunto que engloba muchos niveles distintos, incluido el microbiológico, al que hasta entonces, como hemos mencionado, no se prestaba mucha atención.

En algunas entrevistas, Lynn afirmó que ella no tuvo ninguna desventaja por ser mujer en el ámbito científico, pero sin embargo esto contrasta con sus declaraciones acerca de su vida personal. “No es humanamente posible ser buena esposa, buena madre y una científica de primera clase. Nadie puede hacerlo… hay que renunciar a algo”, comentó en una ocasión. Personalmente, y aunque la conciliación familiar afecta a científicos y científicas por igual, intuyo que ser una mujer de éxito en los años 60, durante la segunda ola de feminismo, debió influir hasta cierto punto en el fracaso de sus matrimonios. 

Lynn y su hijo Dorion Sagan, autor de exitosos libros de ensayo y divulgación científica.

En cualquier caso, hay que reconocer la valentía de Lynn al priorizar su carrera como “científica de primera clase”. Su amor por la ciencia la llevó a recorrer gran parte de su país y del mundo, incluyendo viajes a países hispanoparlantes como México y España, y a dedicarse a sus investigaciones con gran entusiasmo, dejando un legado valiosísimo para los estudios en materia de evolución.

Si te ha gustado esta entrada, ¡sígueme, comenta y comparte!

Búscame en Twitter, Facebook e Instagram

@biolonita

Fuentes en las que he basado esta entrada:

Artículos sobre Lynn Margulis en Wikipedia en español e inglés

Artículo en Wikipedia sobre la teoría endosimbiótica

Artículo en Muy Interesante

Artículo en Jotdown

Fuentes de las imágenes:

Europapress: imagen promocional del 11 de febrero

Germinando: fotografía del rostro de Lynn en blanco y negro

Unsplash: científico/a en laboratorio con placa de cultivo

Pixabay: dibujo conceptual de una célula procariota, dibujo conceptual de una célula eucariota, bacterias verdes, dibujo de bacteria en forma de dos esferas, dibujo de bacteria en forma alargada (bacilo), dibujo de bacteria en forma de bacilo con apéndice (cilio), microorganismos del estómago, hoja de papel con la Tierra, cuadernos de espiral, bacterias azules, microscopio

Curiosoando: dibujo de mitocondria

nbi Health: fotografía de mitocondria

Significados.com: dibujo de cloroplasto

Virtualplant: fotografía de cloroplasto

Medium.com: joven Lynn frente al microscopio

Amazon: mapa de Estados Unidos

Pinterest: boda de Lynn y Carl Sagan

Terra: fotografía de Lynn en color dando una charla

Jotdown: Lynn y su hijo

Mujeres con ciencia: Lynn frente al cartel "las mujeres también investigan

LEGO y las estructuras homólogas

Todo es fabulosooooo a la luz de la evolución

¡Llega la LEGO Película 2! Emmet, Lucy y Batman regresan a la gran pantalla dando caña. Entre tantos nuevos escenarios, naves espaciales y piezas de DUPLO, ¿sabríais decir qué es lo más fabuloso de las piezas de LEGO? Para mí, lo mejor son las infinitas posibilidades que contienen estos pequeños ladrillos. Partiendo de unas pocas piezas básicas, los LEGO permiten construir casi cualquier cosa, algo que también ocurre en la naturaleza. Durante los procesos de evolución de las especies, las estructuras (huesos, músculos…) se modifican en base a las anteriores para convertirse en formas nuevas, como si añadiésemos y quitásemos piezas de construcción. Veamos este fenómeno en más detalle ¡jugando con LEGO!

 El mayor Maestro Constructor

Si examinas detenidamente la anatomía de diferentes especies de vertebrados, te darás cuenta de que todos tienen una estructura básica muy similar: cráneo con huecos en los mismos sitios, columna vertebral, costillas, patas (en la mayoría de los casos)… Lo que es más, al fijarte en profundidad podrías ver que la manera en que se colocan los huesos con respecto unos de otros también sigue un patrón común, como si unos ladrillos encajaran perfectamente con otros de manera predeterminada. ¿Cómo es esto posible?

TheodosiusDobzhansky, un famoso genetista, dijo una vez que “en Biología, nada tiene sentido si no es a la luz de la evolución”, convirtiéndola en una de las citas más célebres de este ámbito. La evolución es precisamente la explicación para que en grupos diversos de animales observemos estructuras similares, un fenómeno que estudian varias ramas de biología comparada como la paleontología o la embriología. La evolución tal como la entendemos es un inmenso “Maestro Constructor” que se basa en pequeños cambios sobre las formas existentes, de tal manera que en una especie el dedo de una mano puede ir alargándose a lo largo de millones de años para convertirse en una pata con pezuña, pero no es posible que de una generación a otra aparezca una extremidad extra.

Esta es la secuencia que se ha establecido para la evolución de la pata del caballo actual (género Equus) tal como lo conocemos hoy en día. En la secuencia aparecen algunas de las especies fósiles emparentadas con el caballo que se han encontrado hasta la fecha y que se cree que fueron estadios anteriores de este carácter.

Soy como tú, eres como yo

Estas variaciones evolutivas terminan por generar la enorme variación de estructuras equivalentes presentes en los vertebrados. Es lo que denominamos homología (del griego homos, “semejante”, “parecido”, y logos, “palabra”, “discurso”). Las estructuras homólogas, aun siendo diferentes, tienen el mismo origen evolutivo y, por tanto, comparten también un origen genético.

Muñecos de algunos personajes de la LEGO Película (2014). Observa que todos los personajes están formados por las mismas piezas básicas pero varían en caracteres como el color o la pieza del pelo / sombrero. En algunos casos, las piezas, aun teniendo el mismo origen y función, se han modificado hasta producir formas tan diferentes como la cola de la sirena en vez de piernas o la cabeza del panda en vez del rostro habitual de los LEGO.

El ejemplo más típico a este respecto son las patas delanteras y manos de los vertebrados. 

En este dibujo, el cúbito está pintado en rojo, el radio en crema y los huesos de la muñeca en amarillo. Aunque su forma varía de unos a otros grupos, su posición siempre es la misma. El caso más grande de variación en esta imagen sería el de la ballena, en el que, para convertir las patas en aletas, el cúbito y el radio prácticamente se han fusionado con el resto de la mano.

En resumen, los procesos evolutivos hacen que podamos encontrar los mismos huesos, modificados de una u otra forma, en diferentes grupos de vertebrados. Estos procesos permiten que, variando las estructuras, los animales puedan generar estructuras beneficiosas para su modo de vida, como es la mano con pulgar oponible de los humanos que nos permite manejar herramientas o las aletas de la ballena que le dan la capacidad de nadar con gran eficiencia.

Igual que ocurre en las estructuras de la naturaleza, los LEGO pueden modificarse hasta generar un montón de piezas de construcción distintos partiendo de una unidad básica como el ladrillo de un único enganche.

Añadimos piezas extra

Seguro que ahora estás dando vueltas a todos los animales que conoces y encontrando homologías por todas partes. Pues, ¡cuidado! No todo lo que se parecen son homologías. También puede darse el caso de que se trate de analogías (de ana, “diferente”), es decir, estructuras que se parecen mucho pero no tienen el mismo origen.

Los ladrillos de LEGO se parecen a los ladrillos tradicionales de construcción de madera. Aunque sirven para lo mismo, están hechos de materiales diferentes y las posibilidades de construcción de ambos son muy diferentes.

Las analogías también son muy interesantes evolutivamente, porque a menudo reflejan cómo especies muy diferentes han llegado de manera independiente a la misma solución al enfrentarse a una situación común. Por ejemplo, como mencionamos en la entrada sobre diversidad de vertebrados marinos, existen multitud de animales que se han adaptado al medio marino a lo largo de la Historia evolutiva, pero cada uno por su cuenta. Está claro que lo más eficiente para desplazarse por el agua son extremidades en forma de pala, como las aletas y las colas. Sin embargo, si comparamos la aleta de un pez y la de una ballena nos costará encontrar partes similares. Las de los peces suelen ser una o múltiples piezas colocadas de manera radial, como un abanico, mientras que en la ballena podremos reconocer los cinco dedos típicos de los vertebrados terrestres.

Podemos observar más ejemplos de analogías en las escamas protectoras de los pangolines y los armadillos, las púas de los erizos y los puercoespines o el pico de los colibríes y la lengua de las mariposas para alimentarse de néctar.

El especial caso de las alas

Existen multitud de animales que han desarrollado alas para volar. De hecho, otro ejemplo que se utiliza frecuentemente al hablar de homologías y analogías son las alas de las aves y las de los murciélagos. Tanto aves como los murciélagos proceden de animales sin alas, de manera que en cada caso esta estructura se formó de manera independiente y distinta. Es por eso que se consideran estructuras análogas.

En las aves, para formar el ala se han alargado los huesos del brazo y quedan algunos dedos que permiten controlar la dirección y los giros de manera precisa. En murciélagos, por otra parte, son los dedos los que se han alargado para formar los radios del ala. Es una de las razones por las que los murciélagos son capaces de realizar esas piruetas e increíbles giros a gran velocidad mientras vuelan.

A pesar de todo, como ambas alas proceden de la típica estructura de brazo y mano de los vertebrados terrestres, en ellos es posible distinguir los mismos huesos homólogos como el cúbito y el radio. ¡No te líes entre ambos conceptos!

Lo que está claro es que las estructuras voladoras de los vertebrados son completamente diferentes (análogas) de las de los insectos, que tienen una estructura de extremidades totalmente diferente.

En esta imagen puedes ver a Man-Bat, un temible enemigo de Batman, y al propio Batman disfrazado de hada color rosa. Ambos tienen alas que sirven para volar, pero se trata de piezas diferentes. En el caso de Man-Bat, forman parte del brazo, mientras que para Batman son una pieza que se engancha en el cuello. En la realidad, las alas de los murciélagos y las de las mariposas también son estructuras con orígenes evolutivos distintos que se consideran, por tanto, analogías.

Y además…

El esqueleto de los vertebrados es el caso más fácil para encontrar homologías, y por eso hemos dedicado la entrada a ello, pero estas similitudes pueden encontrarse en otras estructuras del cuerpo (ojos, orejas, lengua…) y en cualquier otro grupo de seres vivos. Por ejemplo, podrás observar una estructura común en las piezas de la boca de los insectos y en las partes de la flor de todas las angiospermas. De hecho, la posibilidad de comparar estos rasgos entre las especies es muy útil para diferenciarlas. 

Observa cómo en diferentes grupos de insectos podemos reconocer piezas bucales equivalentes que tienen un origen evolutivo común.

Os reto a que encontréis más homologías en todo tipo de especies y, por supuesto, para que las uséis como inspiración para vuestras creaciones más imaginativas con piezas de LEGO.

Si te ha gustado esta entrada, ¡sígueme, comenta y comparte!

Búscame en Twitter, Facebook e Instagram

@biolonita

Fuentes de las imágenes:

Filmaffinity: Póster LEGO Película, Póster LEGO Película 2

Pixabay: esqueleto de dinosaurio, esqueleto de rana, esqueleto de caballo, pata de perro y mano humana, ladrillos de LEGO, esqueleto de pez, armadillo, puercoespín, erizo, mariposa, colibrí, gaviota, murciélago

Blog Memento Mori!: evolución de la pata del caballo

Blog Jay's Brick Block: muñecos de la LEGO Película
Wikipedia: patas y manos de vertebrados, piezas bucales de insectos
Blog Lego Mindstorms México: piezas de LEGO de diferentes formas y tamaños
123rf: ladrillos de madera
Pinterest: esqueleto de ballena
National Geographic: pangolín
Understanding evolution: ala de ave y murciélago y evolución de ambos grupos
Amazon: Man-Bat
Todocolección: Batman Hada
Flickr: grúa de la LEGO Película

Kingdom Hearts y la evolución del sistema circulatorio

(Animal) Kingdom Hearts

Han sido quince años de espera, pero por fin está aquí la tercera entrega de Kingdom Hearts, la saga de videojuegos que combina lo mejor del anime japonés y las historias de Disney. En esta nueva aventura, Sora y compañía volverán a recorrer los mundos de nuestras películas de animación favoritas luchando contra conocidos villanos y sus esbirros, los sincorazón. Tratándose de una realidad que se mueve por la fuerza de la oscuridad y la luz de los corazones, no podíamos sino dedicar la entrada de esta semana a este órgano, fundamental para los animales y pieza esencial del sistema circulatorio. Hoy, en Biolonita hablamos de nuestro particular “Reino de los corazones (animales)”.

Invertebrados: sincorazones y otros bichos

Las células de las que están compuestos los animales necesitan tomar oxígeno y otros nutrientes del ambiente y expulsar productos residuales. Lo ideal sería que todas las células pudieran estar en contacto directo con el medio externo y ocuparse de esto ellas solitas, como ocurre en los animales más simples como las esponjas o las medusas. En estos grupos, el movimiento de los animales o los apéndices de las propias células son suficientes para que una corriente de agua circule a través del cuerpo.

Las esponjas y medusas son los “sincorazón” del reino animal, pero no por ello son malvadas.

Sin embargo, en animales con grupos de células especializados (tejidos) y estructuras de aislamiento (como pieles o caparazones), esto no es posible. Entonces, para llevar los nutrientes que entran por el sistema respiratorio o digestivo hasta las demás células del cuerpo hace falta desarrollar un sistema de conductos por el que circule un líquido en el que se puedan disolver estos nutrientes y deshechos. Lo más importante, sin embargo, es encontrar una manera de impulsar este líquido: el corazón.

Dibujo de un corazón realista y uno conceptual.

Seguramente tienes una idea bastante clara de qué aspecto tiene el corazón humano y cómo funciona su sistema de aurículas y ventrículos. Por eso, el objetivo de la entrada de hoy no es dar una lección sobre el funcionamiento del corazón, algo que puede encontrarse en cualquier libro de texto, sino dar una visión de cómo ha evolucionado el sistema circulatorio en los diferentes grupos de animales.

La manera más fácil de diseñar un sistema circulatorio es que los conductos sean simplemente un puente que una el lugar donde se recogen los nutrientes con el lugar donde son necesarios. Este es más o menos el esquema de los sistemas circulatorios de invertebrados como los moluscos y los artrópodos. En estos casos, el sistema circulatorio recoge los nutrientes, los vierte a los tejidos y luego recoge los deshechos. Es lo que se denomina un sistema circulatorio abierto.

Sin embargo, esta estrategia resulta ineficiente para animales con un gasto energético alto. Para solucionarlo, hace falta una estructura que llegue a las células de manera más dirigida, sin necesidad de que el líquido circulatorio abandone los vasos, es decir, un sistema cerrado. De esa manera, el intercambio de sustancias se efectúa en los capilares (conductos muy finos que llegan hasta las células). Esto puede observarse en los cefalópodos o los anélidos.

Úrsula, la villana de la película La sirenita, es un buen ejemplo de cefalópodo. Aparece como enemigo principal en el reino de Atlántica durante Kingdom Hearts I.

En la mayoría de estos casos, el corazón que impulsa el líquido circulatorio es bastante diferente del humano. Si bien es un órgano muscular que funciona como una bomba, cuentan con una única cavidad, sin las aurículas y ventrículos a los que estamos habituados. Debido a ello, son corazones menos potentes y por eso frecuentemente necesitan la ayuda de corazones accesorios que impulsen la sangre durante su recorrido. En algunos grupos, como los anélidos, ni siquiera existe un corazón principal, sino varios corazones en forma de tubo ensanchado a lo largo del cuerpo del animal. Conviene puntualizar, sin embargo, que los invertebrados son enormemente diversos y siempre hay excepciones a la norma. Es el caso de los cefalópodos, que sí poseen aurículas y ventrículos.

El sistema circulatorio de los anélidos como la lombriz de tierra se compone de tubos que recorren el cuerpo del animal de extremo a extremo y están conectados entre sí a lo largo del recorrido. Estos animales tienen corazones en forma de tubos ensanchados a lo largo del cuerpo.

Peces: con una vez es suficiente

Los caminos de vertebrados e invertebrados se separaron hace muchísimo tiempo, de manera que los sistemas circulatorios de los vertebrados no son una evolución directa de los presentes en invertebrados. Sin embargo, sí que podemos afirmar que los vertebrados muestran estructuras más complejas y eficientes que la mayoría de grupos de invertebrados.

Los peces óseos son el ejemplo perfecto para ver la primera mejora significativa con respecto a los invertebrados, entre los que, generalmente, el culmen de la sofisticación se encuentra en los sistemas circulatorios cerrados. Se trata de un corazón dividido en varias cavidades, que mejoran su eficiencia.

Fíjate en que la sangre oxigenada suele pintarse de rojo, porque los glóbulos rojos, encargados de llevar oxígeno, son los que dan el color a la sangre. La no oxigenada, por el contrario, aparece en azul. 

En estos animales, el corazón impulsa sangre hacia los capilares de las branquias, donde se oxigena. La sangre sigue su curso hacia el resto de tejidos, a los que cede oxígeno y de los que recoge desechos como el dióxido de carbono. La sangre regresa al corazón, donde es de nuevo impulsada hacia las branquias. Durante este ciclo, la sangre nunca sale de los conductos circulatorios y pasa una única vez por el corazón. Es decir, se trata de un sistema cerrado con circulación simple.

De nuevo en el mundo de Atlántica, podemos observar sirenas como Ariel o el propio Sora (que pasa a tener cola de tiburón) que son mitad humano y mitad pez. ¿Tendrán un sistema circulatorio simple o uno más parecido al de los mamíferos?

Nota: En este ejemplo hablamos de peces óseos para que resulte claro y fácil de comprender. Sin embargo, recuerda que, como comentamos en la entrada sobre diversidad de vertebrados marinos, bajo la denominación de “peces” se encuentran varios grupos entre los que hay grandes diferencias (peces no mandibulados, peces cartilaginosos y peces óseos).

Anfibios: dos circulaciones funcionan mejor que una

Por excelente que parezca el sistema de los peces, los anfibios lo superan con una importante innovación: la circulación doble. En este caso, igual que ocurre en los humanos, la sangre, en cada ciclo, pasa dos veces por el corazón, que está dividido en dos aurículas y un ventrículo. Recuerda que las aurículas son las cavidades superiores y los ventrículos las inferiores.

Nota: si quieres un truco nemotécnico, puedes pensar en las iniciales, A y V. Si pones la A sobre la V, obtendrás un rombo (“corazón”) en que la A es la parte superior y la V la inferior.

En una ocasión, la sangre entra a la aurícula izquierda y es impulsada desde el único ventrículo para ir y volver de los pulmones (sale sangre con dióxido de carbono y regresa sangre oxigenada). En la siguiente ocasión, llega la aurícula derecha y vuelve a ser impulsada desde el único ventrículo para ir y volver de los tejidos (sale sangre oxigenada y regresa dióxido de carbono). Dicho sistema puede encontrarse también en la mayoría de reptiles no avianos (tortugas, lagartos y serpientes).

Jafar, el villano de Aladdín, aparece en varias entregas de la saga. En Kingdom Hearts Union X, nos enfrentamos a su forma de cobra gigante.

Este método, en comparación con la circulación simple, presenta beneficios para los vertebrados terrestres ya que se trata de animales más activos, en los que además el intercambio respiratorio no se realiza en contacto directo con el exterior. También debemos tener en cuenta que, en la mayoría de casos, estos animales tienden a la verticalidad del cuerpo, es decir, que la sangre necesita un mayor impulso para ser capaz de circular hacia arriba.

Mamíferos y aves: sangres juntas pero no revueltas

Por fin, llegamos al sistema circulatorio que mejor conocemos todos, es decir, el de las aves y los mamíferos. Se trata de un sistema cerrado de circulación doble, como en el caso anterior. La diferencia fundamental se encuentra en el corazón, que está completamente tabicado, o sea, presenta una división central o tabique que la sangre no puede atravesar. El flujo solo puede ir de la aurícula derecha al ventrículo derecho y, posteriormente, de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo. En cada ciclo, la sangre pasa dos veces por el corazón, como vimos en los anfibios, pero atraviesa una vez cada aurícula y ventrículo.

Fíjate en esta animación. Seguro que te ayuda a no perderte al describir el funcionamiento del corazón.

¿Por qué es importante esto? En el corazón de los anfibios, como la sangre pasa dos veces por el mismo ventrículo, la sangre oxigenada que viene de los pulmones y la no oxigenada que viene de los tejidos corre el riesgo de mezclarse. En mamíferos y aves, gracias al tabique central, esto no puede suceder y se maximiza la eficiencia del sistema circulatorio.

Sora, Donald y Goofy pertenecen a especies diferentes, pero todos tienen el mismo tipo de sistema circulatorio, propio de aves y mamíferos.

El latido del corazón

Aunque el funcionamiento del corazón no fue completamente comprendido hasta el siglo XVII (publicación de De Motu Cordis, en el que el médico William Harvey describe la circulación tal como la entendemos actualmente), desde la Antigüedad se ha sabido que la función de bombeo del corazón era fundamental para la vida. Por eso, como motor del cuerpo, se ha asociado el corazón con las emociones, los sentimientos y el amor.

En Kingdom Hearts I, los villanos de la historia quitan el corazón a Kairi. Si bien continúa viva, se encuentra en un estado apático en el que no es capaz de reaccionar ni experimentar emociones.

Este simbolismo nos conduce a Kingdom Hearts, en el que los corazones más poderosos permiten conjurar hechizos o controlar armas mágicas como las llave espadas. Así, en este contexto, es lógico que la mayoría de enemigos a destruir sean sincorazones, es decir, criaturas que por no tener corazón no tienen sentimientos ni voluntad y son poco más que espectros vacíos.

Aunque estas imágenes están lejos de los fenómenos biológicos, derivan del concepto real de corazón como impulsor de vida y de su concepto figurado como centro de las emociones. Se trata pues de una hermosa metáfora que, como suele ocurrir, tiene parte de verdad.

Si te ha gustado esta entrada, ¡sígueme, comenta y comparte!

Búscame en Twitter, Facebook e Instagram

@biolonita


Fuentes de las imágenes:

Game: Carátula Kingdom Hearts III
Pexels: medusa
Kingdom Hearts Wiki: sincorazón, Jafar en forma de cobra
Freepik: dibujo de corazón realista, dibujo de corazón conceptual, dibujos de varios corazones
Sistema circulatorio. net: sistema circulatorio abierto
Kingdom Hearts fandom: Úrsula
Pixabay: lombriz
Todo sobre peces (wordpress): sistema circulatorio en peces
Youtube: Ariel y personajes de Kingdom Hearts
Natural History on the Net: sistema circulatorio rana
PBS: animación del funcionamiento del corazón
IGN: Personajes de Kingdom Hearts
Reddit: Kairi
Know your meme: logo de Kingdom Hearts