Animales que hibernan: la increíble capacidad de desactivarse durante los meses fríos

Si bien existe la concepción de que la hibernación no es más que un sueño prolongado que afecta algunas especies de animales durante la el inverno, esta concepción es errónea, ya que es un proceso mucho más complejo, y llega a ser fundamental para la supervivencia en muchos casos.

La hibernación es un proceso natural a través del cual ciertas especies de animales se enfrentan situaciones adversas en el entorno como pueden ser temperaturas muy bajas o carencia de alimentos por un periodo prolongado. En otras palabras, se puede decir que es un mecanismo de defensa que les ayuda a sobrevivir en condiciones extremas.

La hibernación es considerada como el sueño invernal de esos animales, y se define como un estado fisiológico de letargo profundo, que ocurre estacionalmente y que muchos animales experimentan como adaptación de ahorro enérgico en regiones de latitudes altas. Durante este estado, los animales se someten a un estado de inconsciencia prolongada y profunda, donde reducen su ritmo respiratorio y cardiaco, al tiempo que su temperatura corporal decrece significativamente.

Como señala Roberto Nespolo, biólogo y  académico del Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la UACh: “La hibernación es un estado de depresión metabólica profunda, que ocurre estacionalmente (durante el invierno) y que muchos mamíferos experimentan como adaptación de ahorro energético en regiones de latitudes altas. Se diferencia del sueño en que la temperatura corporal se iguala con la temperatura ambiental (los monitos pueden tener temperaturas de 2-5ºC durante la hibernación) y casi no hay actividad cerebral. Se le dice estado de sopor al estado agudo en que caen los animales durante la hibernación, pero el sopor puede ocurrir por periodos cortos en muchas especies (por ejemplo, los picaflores, que tienen sopor diario, de varias horas). La hibernación también se conoce como «sopor estacional».”

Los animales tienden a hibernar para ahorrar energía y poder sobrevivir las inclemencias del invierno, que en muchas ocasiones, puede llegar a ser bastante hostil, sobre todo para especies pequeñas que necesitan alimentarse constantemente o que tienen mayores dificultades para mantenerse calientes.

“Durante este estado de letargo lo que hace el cuerpo es disminuir la tasa metabólica a niveles muy por debajo de la tasa metabólica que tienen los animales cuando están activos, y también se disminuye la tasa corporal, la frecuencia respiratoria y la frecuencia cardíaca. O sea, el animal entra en un estado de desconexión, como si estuviera en coma por decirlo de alguna manera. Se desconecta completamente del ambiente y disminuye todas sus funciones con el objetivo de ahorrar energías y evitar la pérdida de calor”, añade Annia Rodríguez-San Pedro, bióloga experta en murciélagos y profesora asociada del Centro de Investigación e Innovación para el Cambio Climático (CiiCC).

Asimismo, muchas especies hibernantes necesitan de este proceso para poder desarrollarse correctamente en época estival, ya que este proceso les permite llegar a la primavera con mejores condiciones de salud y poder reproducirse de mejor manera.

Hibernar, además, también involucra riesgos, ya que si un animal no puede almacenar suficiente grasa para sobrevivir durante todo el periodo o no puede encontrar suficiente comida después de despertar, es posible que no sobreviva. Además, si una criatura que hiberna se despierta demasiado pronto, puede quemar sus reservas de grasa demasiado rápido, lo que podría implicar su muerte por inanición.

¿Por qué algunos animales hibernan y otros no?

No todos los animales presentan esta capacidad. La hibernación se presenta principalmente en animales que habitan ambientes templados con una época invernal muy marcada, lo cual suele ocurrir en latitudes altas de ambos hemisferios del planeta.

“Se interpreta que la hibernación tiene un significado adaptativo de ahorro energético. Entonces, los mamíferos que hibernan viven en zonas donde el invierno es duro, y la disponibilidad de alimento es muy baja. Al hibernar, ahorras el 95% de la energía, no necesitas comer, y eso te permite estar en mejor condición para la reproducción en primavera”, agrega Roberto Nespolo.

Así, son capaces de hibernar algunas especies de roedores, aves, insectos y mamíferos pequeños. No es el caso para otras especies, que también viven en condiciones extremas por espacios importantes de tiempo. Sin embargo, se tiene registro de comportamientos similares, que caen en categorías diferentes.

La hibernación es tan solo un tipo de un grupo de procesos naturales que suponen la suspensión de manera temporal de la actividad biológica del organismo, que se conocen como estados de dormancia. Existen diversas especies animales que se suman en estos estados de letargo, pero no todas bajo el proceso de hibernación. Existen 4 tipos de dormancia: la hibernación, la diapausa, la estivación y la brumación.

• Diapausa: La diapausa es un estado de dormancia típico de muchos artrópodos, especialmente insectos y arañas, pero también sucede en ciertos crustáceos y caracoles. Es un proceso que ocurre de manera natural, donde se detiene casi al 100% el metabolismo y desarrollo de la criatura con el fin de sobrevivir durante las épocas desfavorabes.
• Estivación: Los cambios fisiológicos y de comportamiento también se aprecian en animales que habitan en climas cálidos. Pero ellos no hibernan, sino que vive un proceso muy similar llamado estivación, que les permite combatir las altas temperaturas de la época del año.
• Para animales que viven en ecosistemas de calor extremo, la estivación funciona para no padecer las consecuencias de la sequía o la falta de alimentos, y al igual que en la hibernación, los animales reducen significativamente su tasa metabólica con la finalidad de ahorrar energía hasta que el entorno sea más adecuado para salir de nuevo.
• Brumación: La hibernación es un fenómeno que se da exclusivamente en los animales de sangre caliente. Sin embargo, entre los animales de sangre fría, como los sapos o las ranas, y reptiles como las víboras, las serpientes y los lagartos, cuando la temperatura de su entorno desciende demasiado, pierden calor corporal, quedan inmóviles y pasan el invierno durmiendo en madrigueras. Es estos casos, la falta de termogénesis interna, grasa parda y mecanismos de temblor hacen necesaria la hibernación cuando bajan las temperaturas, e un proceso muy similar a la hibernación que se conoce como brumación.
• En esa época su actividad metabólica disminuye drásticamente y vuelve a su estado normal cuando las condiciones vuelven a ser favorables. De hecho, algunas especies dejan de respirar y su corazón se para por completo. También existen ciertas especies, generalmente reptiles, que necesitan comer y beber, incluso solearse, así que salen de su letargo a ratos (cuando las condiciones se lo permiten) para poder cumplir con estas necesidades.

Vale decir que la hibernación y el resto de los estados de dormancia son procesos naturales que se han desarrollado a lo largo de millones de años, en un proceso evolutivo muy complejo. Por ello, los distintos efectos nocivos que ha traído consigo el cambio climático ponen en jaque el delicado equilibro de este proceso natural.

Gracias al cambio climático, el hábitat de muchas especies se modifica drásticamente y hace que las funciones que desarrollan en cierta época del año, como la hibernación, la reproducción o la migración, se vean afectadas debido al adelanto de las altas temperaturas, lo que podría ocasionar graves problemas de sobrevivencia para distintas especies.

La increíble capacidad de hibernación del monito del monte

El monito del monte (Dromiciops gliroides), marsupial endémico chileno, es uno de los últimos representantes vivos del orden Microbioteria, y por eso, se le considera un verdadero fósil viviente y un objeto de estudio frecuente por parte de los científicos. Sin embargo, una de las características que más ha llamado la atención de los investigadores es su extraordinaria capacidad de hibernación.

Y es que los monitos del monte son expertos hibernantes. Tienen la característica de que presentan sopor estacional (hibernación) y también sopor diario, incluso en verano, algo que es poco usual entre los mamíferos. Asimismo, son capaces de hibernar a cero grados y poseen un delicado control de la temperatura corporal que le permite mantener el calor durante esos periodos.

“La hibernación del monito se extiende desde Abril, aproximadamente, hasta Septiembre. Varía dependiendo de la temperatura; toda vez que la temperatura ambiental supera los 10ºC los animales despiertan y tienen algunas horas de actividad. Por eso se ha visto monitos buscando comida en pleno iniverno, pero es poco habitual. Dependiendo de lo frío del año (este es un año frío),  los monitos extienden su periodo de hibernación hasta probablemente 7 o incluso 8 meses aunque esto es tema de investigación. Además, pueden extender su hibernación si sus reservas de grasa son mayores. Hemos visto animales capaces de acumular el doble de su peso en grasa, y ese combustible les permite duplicar el periodo de hibernación”, agrega Roberto Nespolo, quien además es co-autor del estudio “Heterothermy as the Norm, Homeothermy as the Exception: Variable Torpor Patterns in the South American Marsupial Monito del Monte (Dromiciops gliroides)”.

Otra característica interesante es que los monitos del monte son sociales, y a diferencia de otros hibernantes, hacen sopor en grupos de 4-9 individuos en nidos elaborados con quila y musgos. Además, se valen de individuos despiertos que se alternan para calentar el grupo, lo cual se ha bautizado como el «efecto guatero».

Vale decir que este estado de letargo no es un sueño profundo, sino que los monitos pueden despertar en cualquier momento si sufren alguna manipulación, cuando se les acaban las reservas grasas o cuando sube la temperatura. Pero si esto se produce en un momento inoportuno, puede ser muy perjudicial para el individuo.

“Si son despertados, incrementan su gasto energético en un factor de 10, por lo cual sólo sobrevivirán si encuentran alimento. Pero si han pasado mucho tiempo hibernando, y a muy bajas temperaturas, han reabsorbido parte de su mucosa intestinal, por lo cual no pueden comer de inmediato. Les toma unos 10 días (creemos, pues lo estamos investigando) recuperar sus capacidades funcionales digestivas”, indica Roberto Nespolo.

Cabe destacar que estos marsupiales necesitan ciertas horas de frío anuales (en hibernación) para sobrevivir. Por ello, con el calentamiento global que incrementará las temperaturas invernales en el sur de la Patagonia al menos en unos 2.5ºC, la población de monito del monte puede verse reducida, en algunos sectores, hasta en un 50%.

La hibernación de los murciélagos

Muchas especies de murciélagos pasan anualmente por un período de hibernación, que generalmente se realiza en cavidades naturales o artificiales, en las que la temperatura permanece constante y la humedad muy alta.

Al hibernar, los murciélagos disminuyen drásticamente su temperatura corporal, su frecuencia cardiaca y su ritmo de respiración, por lo que la actividad metabólica desciende a niveles muy bajos, y el consumo energético se reduce al mínimo.

Suele creerse que mientras estos pequeños mamiferos estan en este estado no pueden despertarse, pero lo cierto es que este letargo es regulado por el propio animal, y tiene la capacidad de despertarse ante un peligro, o un cambio en la temperatura. Sin embargo, el hecho supone un incremento de su metabolismo y mayor consumo de reservas energéticas, por lo que una vez despierto el murcielago no puede volver a hibernar y debe alimentarse.

Si por algun factor externo el indivuo despierta y no encuentra alimento, este corre el riesgo de morir de inanición, por ello, es sumamente importante respetar el proceso de hibernación que tienen estos pequeños mamiferos.

Cabe destacar, igualemente, que un estudio reciente publicado en la revista ‘Proceedings of the Royal Society B.’, determinó que la hibernación retrasa el envejecimiento biológico de los murciélagos, demostrando la importancia de este proceso para el desarrollo de las distintas especies que hibernan.

En Chile no hay estudios respecto a la hibernación de los murciélagos nativos, por lo que no se sabe cuáles especies -de las 15 que habitan en Chile- pudieran tener este comportamiento. Lo que sí se sabe es que los murciélagos bajan mucho su actividad durante el invierno, por lo que es muy probable que muchas de las especies estén hibernando durante esos meses.

Así lo señala la bióloga Annia Rodríguez-San Pedro: “Acá prácticamente no hay estudios de hibernación en los murciélagos, pero se sabe que, por ejemplo, en el hemisferio norte, en países de clima templado como los Estados Unidos, Canadá y en países europeos, que ahí los murciélagos durante el invierno están completamente inactivos. Entran en esta hibernación y cuando ya empieza a subir un poquito más la temperatura en primavera, empiezan a salir de este estado de letargo. Acá hemos visto algo similar, o sea, hemos visto que en invierno la actividad de los murciélagos baja muchísimo. Entonces probablemente ellos también acá hibernen, pero no se han hecho estudios en la estación de invierno.”

Asimismo, también se sabe que las especies myotis chiloensis y histiotus magallanicus presentan estados de sopor diario durante primavera y verano, en zonas más frías al sur de nuestro país, por lo que es muy probable que estas especies también manifiesten este estado durante los meses de invierno.

“Generalmente son los murciélagos de la familia Vespertilionidae los que hibernan. En Chile tenemos varias especies de la familia Vespertilionidae que son el Myotis chiloensis, los Histiotus, y los Lasiurus. Hasta ahora se sabe que el Myotis chiloensis y el Histiotus magellanicus son capaces de regular su temperatura y bajarla, o sea llegar a entrar un estado de sopor, por lo menos durante unos meses de primavera en zonas que son que están bien al sur de Chile, respecto a las otras especies no se tienen datos”, agrega la experta en murciélagos.

Cabe señalar, igualmente, que hay especies de murciélagos que no hibernan. Esto debido a que habitan zonas tropicales o sub-tropicales en las que no son comunes los cambios meteorológicos drásticos, por lo que no necesitan hibernar.  

La diapausa y el caso de las abejas

Al igual que los animales anteriores, muchas especies de artrópodos, entre ellas las abejas, presentan comportamientos de hibernación, pero en este caso recibe el nombre de diapausa.

Y el caso de las abejas resulta ser muy particular, ya que estas presentan comportamientos muy diferentes en cuanto a hibernación, dependiendo de la especie y del modo de vida que estas lleven.

La abeja de la miel (Apis mellifera), por su parte, al ser una abeja social, hiberna en grupo, refugiándose al interior de la colmena durante los meses de invierno y disminuyendo su tasa metabólica para ahorrar energías. Durante este proceso, las abejas se apelotonan alrededor de la abeja reina formando un ‘racimo’ de protección térmica, y se van rotando para mantener el calor.

“En el caso de la abeja de miel, por ser una abeja social, lo que hace en este período en realidad es mantenerse dentro de las colmenas en una configuración súper entretenida que se llama “en racimo”, que en el fondo es una formación en la cual las abejas obreras protegen a la reina, que está al interior, alejada del frío”, agrega Víctor Hugo Monzón, director del Laboratorio de Ecología de Abejas de la Universidad Católica del Maule.

El objeto de este racimo o bola invernal, es el de mantener la temperatura de la comunidad, y en específico de la reina, con el fin de superar el duro invierno, aprovechando las reservas de alimento almacenadas durante el resto del año en los panales. Sin embargo, en el proceso igualmente mueren muchos individuos producto de las altas temperaturas.

Así lo señala Víctor Hugo Monzón: “Las abejas obreras se van rotando. Las que están más afuera como están más frías, se van metiendo adentro y la que está adentro van saliendo, de manera que todas sobrevivan, pero igualmente mueren muchas en este periodo por el frío”.

 Por otro lado, las abejas silvestres, que se caracterizan por ser especies solitarias, presentan una diapausa completamente distinta. Una vez llegado el invierno, las abejas adultas mueren, pero dejan sus huevos desarrollándose por todo este periodo, hibernando en estado latente bajo tierra o al interior de cavidades, hasta que las condiciones sean favorables para poder emerger, alimentarse y reproducirse.

No hibernan en comunidad como las abejas de la miel, sino que se refugian y detienen casi completamente su metabolismo y desarrollo, además, no se alimentan, sino que se mantienen gracias a las reservas de polen que sus madres les dejaron antes de fallecer, para poder desarrollarse y tener energías suficientes para entrar en diapausa.

“Durante el período de primavera-verano, las abejas silvestres lo que hacen es buscar alimento para alimentar a sus crías y al final del periodo ellas mueren como adultas. Pero dejan los huevos desarrollándose durante todo el periodo que viene, que es el otoño y el invierno, tratándose de desarrollar. Ahí las abejas entran en un proceso de hibernación, que se llama diapausa en el caso de los insectos”, indica el investigador.

En las abejas silvestres, además, se han descubierto dos tipos de diapausa en distintos momentos, uno como como pupa y otro como adulto, que va a depender de los distintos grupos de especies y su desarrollo. Como señala Víctor Monzón: “En nuestro estudio nosotros hemos descubierto dos tipos de diapausa en distintos momentos, uno como pupa y otro como adulto, que va a depender de los grupos de especies, pero en el fondo ocurre que hay algunas adultas que llegaron a desarrollarse como adultas antes del invierno, pero en vez de emerger bajan su metabolismo y entran en estado de diapausa”. A las abejas que hibernan como adultas se les conoce como adultos no emergentes.

Vale decir, además, que las abejas silvestres que habitan en climas tropicales no suelen tener periodos de diapausa, ya que las condiciones son más favorables para mantenerse activas durante todo el año. Por eso mismo, algunas especies tropicales pueden llegar a tener, incluso, tres ciclos de reproducción al año, algo que no se ve en las especies que habitan en latitudes más altas.

“Ahora, esto se da en nuestro país porque las estaciones son muy marcadas, pero, por ejemplo, si nosotros pensamos en el trópico o empezamos en el norte de Chile, donde las temperaturas generalmente son más estables durante todo el año, los procesos son distintos. En el trópico las abejas no tienden a hibernar, incluso hay muchas más generaciones durante el año. Hay especies que pueden tener tres ciclos de reproducción durante el año porque como las condiciones son óptimas, pueden seguir reproduciéndose sin problemas. Pero en nuestro país o mejor dicho en nuestra zona central y sur, donde las condiciones son súper marcados en invierno y es un invierno frío, ahí las abejas van a entrar en diapausa de todas maneras”, finaliza el investigador de la Universidad Católica del Maule.