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En la entrada de blog de esta semana, ¡intentamos, sin mucho éxito, escapar del calor veraniego! Descubre los fascinantes hallazgos del artículo de Erick González-Medina: «El estrés acumulado por las olas de calor altera la homeostasis térmica y la estructura del plumaje en un ave paseriforme mediterránea». En esta entrada, Erick explica el delicado equilibrio fisiológico que las aves deben mantener para evitar el sobrecalentamiento. Además, muestra los costes oxidativos y estructurales que la termorregulación puede imponer a nuestros amigos emplumados. Más allá de la investigación, Erick comparte su trayectoria académica y destaca una idea importante para quienes trabajan en el ámbito científico: ¡la ciencia es un trabajo colectivo, basado en la confianza, la paciencia y el esfuerzo compartido! 

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Sobre el artículo 

En el suroeste de la Península Ibérica, los veranos se parecen cada vez más a una sucesión de episodios de calor extremo, con apenas unos días de respiro entre una ola de calor y la siguiente. Para un ave pequeña, vivir bajo esas condiciones es un desafío enorme. Las aves mantienen temperaturas corporales elevadas, tienen un metabolismo muy activo y no pueden sudar. Cuando el aire se calienta demasiado, se enfrentan a un dilema fisiológico difícil: disipar calor o ahorrar agua. Ambas cosas son esenciales para sobrevivir. 

Una de las estrategias que utilizan para afrontar el calor extremo es la hipertermia facultativa. Es decir, permiten que su temperatura corporal aumente de forma controlada durante un tiempo, lo que les ayuda a retrasar la pérdida de agua asociada a mecanismos como el jadeo. Es una respuesta eficaz a corto plazo, pero todavía sabemos poco sobre lo que ocurre cuando las olas de calor no son eventos aislados, sino episodios que se repiten una y otra vez, con muy poco margen de recuperación. 

En este estudio nos preguntamos si pequeños paseriformes mediterráneos, como el carbonero común (Parus major), pueden mantener su equilibrio térmico bajo olas de calor repetidas, y qué coste tiene hacerlo. Para responder a esta pregunta, expusimos a carboneros comunes a cuatro olas de calor simuladas consecutivas bajo condiciones controladas. Cada ola duró cinco días, con temperaturas máximas diurnas que aumentaron progresivamente de 39 °C a 42 °C, valores pensados para reproducir los extremos térmicos registrados durante el verano en nuestra zona de estudio. 

Lo primero que observamos fue que las aves no perdieron el control de su temperatura corporal; más bien, ajustaron la forma de regularla. Los individuos expuestos al calor mantuvieron de forma constante una temperatura corporal ligeramente más alta, unos 0,2 °C por encima de los controles. También cambió el patrón de sus episodios de hipertermia: no se limitaron a tener más episodios, sino que modificaron cuándo y cómo aparecían. En otras palabras, su termorregulación no colapsó: se reorganizó. 

El ajuste anterior tuvo un coste. Las aves expuestas al calor acumularon más daño oxidativo y mostraron una menor capacidad antioxidante. Además, el calor alteró las plumas que crecieron durante el experimento. Las plumas de contorno están formadas por pequeñas estructuras ramificadas llamadas barbas y bárbulas, que determinan en gran parte cómo de compacta es una pluma, cuánto aísla, cómo refleja la luz y cómo mantiene su estructura. 

En las aves expuestas a las olas de calor, las plumas nuevas presentaron una menor densidad de barbas y bárbulas, tanto en la región plumácea como en la penácea, en comparación con las aves control. Dicho de forma sencilla, crecieron con una estructura más laxa. Además, fueron más brillantes y reflejaron más luz en los rangos ultravioleta y rojo. En cambio, otros rasgos, como la masa corporal o la corticosterona acumulada en las plumas, no se vieron alterados. Esto muestra que los costes del calor no se expresan de forma uniforme en todo el organismo: mientras algunos rasgos permanecen estables, otros dejan señales claras del estrés térmico. 

El mensaje principal es claro e inquietante: “sobrevivir a una ola de calor no significa salir indemne de ella”. Los carboneros comunes mostraron una plasticidad rápida en su termorregulación y en el desarrollo del plumaje, pero también acumularon costes fisiológicos y cambios en la arquitectura de sus plumas. Para las aves pequeñas del Mediterráneo, y probablemente también de otras regiones, la resiliencia frente al cambio climático no dependerá solo de si sobreviven a un episodio extremo, sino también de qué costes van acumulando por el camino. 

Sobre la investigación 

Diseñamos este experimento para reproducir, en condiciones controladas, el tipo de estrés térmico repetido al que las aves pequeñas se enfrentan cada vez con más frecuencia en ambientes mediterráneos. Trabajamos con 27 carboneros comunes procedentes de una población cercana a Badajoz, en el suroeste ibérico. Veintitrés fueron recogidos como pollos en cajas nido, y otros cuatro fueron capturados como volantones en libertad en la misma zona.  

Después de criarlos a mano durante las semanas siguientes a su recogida y mantener después a todas las aves en aviarios exteriores bajo fotoperiodo natural y expuestas a las condiciones meteorológicas locales hasta el inicio del experimento, los asignamos aleatoriamente a dos grupos: 13 aves al tratamiento de olas de calor y 14 al grupo control. 

Para entender cómo respondían las aves a distintos niveles biológicos, combinamos varias aproximaciones. Durante junio y julio de 2019 registramos de forma continua su temperatura corporal mediante PIT-tags sensibles a la temperatura, implantados de forma subcutánea. Esto nos permitió seguir su termorregulación durante las olas de calor sin molestarlas en las horas más críticas del día. También tomamos muestras de sangre antes y después del experimento para medir daño oxidativo y capacidad antioxidante. Además, analizamos plumas antes de los tratamientos y después de la muda de verano, para estudiar corticosterona, microestructura y reflectancia. 

Uno de los recuerdos más fuertes que tengo de este proyecto es ver a mi colega Nuria Playà-Montmany alimentar a mano a los pollos de carbonero durante sus primeros días bajo nuestros cuidados. Sacarlos adelante fue un trabajo enorme, exigente y delicado. Había que estar pendiente de ellos constantemente, asegurarse de que comieran bien, de que crecieran sanos y de que superaran esos primeros días tan vulnerables. Verlos semanas después volando en los aviarios fue una gran recompensa. Todavía más especial fue el final del estudio, cuando pudimos liberarlos de nuevo en sus lugares originales de captura. Dondequiera que estén ahora, esos individuos nos ayudaron a entender mejor cómo afectan las olas de calor a las aves silvestres y por eso les estamos profundamente agradecidos. 

Como ocurre en cualquier experimento con animales vivos, este estudio también tuvo limitaciones. La principal fue el equipo disponible. Al no contar con suficientes antenas para registrar la temperatura corporal de ambos grupos al mismo tiempo priorizamos el seguimiento de las aves experimentales durante las olas de calor y registramos a los controles en periodos desplazados. Esto hizo que los intervalos de recuperación entre olas no pudieran compararse directamente entre grupos. Además, perdimos los datos de temperatura corporal de la primera ola de calor por un fallo en una antena. En lugar de forzar los análisis más allá de lo que los datos permitían, decidimos centrarnos únicamente en las olas para las que teníamos registros sólidos y comparables. 

Los resultados nos sorprendieron en dos sentidos. El primero tuvo que ver con la hipertermia; esperábamos que la exposición repetida al calor produjera más episodios de hipertermia, pero no fue exactamente eso lo que ocurrió. Las aves expuestas al calor mantuvieron una temperatura corporal de referencia más alta, pero, al compararlas con sus propios umbrales individuales, mostraron una menor probabilidad de episodios de hipertermia. Además, cuando esos episodios aparecían, tendían a ser más breves, sobre todo durante la ola de calor más intensa. Esto sugiere que las aves no se estaban sobrecalentando de forma pasiva, sino que estaban modificando activamente su forma de regular la temperatura. 

La segunda sorpresa vino de las plumas. Las olas de calor no solo cambiaron el color del plumaje, sino también la forma en que se desarrollaron sus estructuras microscópicas. En las aves expuestas al calor, la densidad de barbas y bárbulas disminuyó entre un 15 % y un 21 %, según la región de la pluma. Aunque se trata de un cambio microscópico, puede ser importante, porque las barbas y las bárbulas determinan en gran medida la estructura, el aislamiento y las propiedades ópticas del plumaje. 

Las plumas que crecieron bajo calor también fueron más brillantes y mostraron una mayor reflectancia en el ultravioleta y en el rojo, justo en una dirección que no habíamos previsto. Todavía no sabemos si estos cambios afectan al aislamiento térmico, a la carga de calor o a la señalización visual; no obstante, abren una posibilidad muy interesante: las olas de calor podrían dejar una huella estructural y óptica en las plumas, una señal que las aves llevan consigo mucho después de que el episodio de calor haya terminado. 

El siguiente paso es entender qué significan esas huellas en condiciones naturales. ¿Pueden unas plumas menos densas comprometer el aislamiento durante el invierno? ¿Puede el daño oxidativo acumulado durante el verano afectar a la reproducción o a la supervivencia del año siguiente? ¿Y cómo responden otras especies, con distintas estrategias de enfriamiento, historias ecológicas y trayectorias evolutivas? Responder a estas preguntas será clave si queremos saber qué aves podrán seguir el ritmo del cambio climático y cuáles estarán más cerca de sus límites. 

Sobre el autor 

Actualmente soy profesor en el Departamento de Biodiversidad, Ecología y Evolución de la Universidad Complutense de Madrid. Llegar hasta aquí ha supuesto para mí un gran recorrido dentro de mi trayectoria científica. Después de muchos años de esfuerzo, cambios, incertidumbre y aprendizaje, esta posición representa una recompensa importante. Sin embargo, este artículo nació durante mi etapa postdoctoral en la Universidad de Extremadura, en estrecha colaboración con colegas del Grupo de Investigación en Biología de la Conservación y Ecología en el Antropoceno. 

Mi interés por los animales empezó muy temprano. Mi madre cuenta que, cuando era niño, podía pasar horas sentado en el patio trasero de casa observando el comportamiento de las hormigas. Creo que esa curiosidad nunca desapareció. Desde siempre me fascinaron los animales y los ambientes en los que viven, y con el tiempo descubrí que las aves eran mi verdadera pasión. 

Mi primera experiencia real en investigación llegó durante la carrera de Biología, trabajando con el chorlo nevado (Anarhynchus nivosus) en Ceuta, una localidad costera de Sinaloa, México, y estudiando su biología reproductiva. Aquel proyecto me mostró lo impresionante que puede ser la naturaleza cuando se trata de sacar adelante a las crías. Ver a esas pequeñas aves limícolas criando a sus pollos en ambientes abiertos, expuestos y muchas veces difíciles, me marcó profundamente. También me enseñó la parte dura del trabajo de campo: los días largos, las noches sin dormir, el cansancio, la paciencia y la constancia que requiere estudiar animales silvestres en su propio ambiente. 

Después de esa etapa, mi camino me llevó hacia las aves marinas. En México trabajé con bobos de patas azules (Sula nebouxii) y empecé a entender a las aves como organismos que están negociando continuamente entre demandas energéticas, ambientales y reproductivas. Más tarde, gracias a la colaboración con colegas españoles, me fui acercando cada vez más a la termorregulación aviar, una línea de investigación que ellos estaban ayudando a situar con fuerza en el ámbito internacional. 

Estoy especialmente agradecido a mis colegas en España, que me acogieron no solo como colaborador, sino también como amigo, como parte de su familia científica, casi como un extremeño más. También estoy profundamente agradecido a mis mentores en México. El Dr. A. Castillo, el Dr. G. Fernández y el Dr. E. Mellink fueron quienes primero me transmitieron una pasión verdadera por la ciencia de las aves. 

Mi obsesión científica actual es entender los límites fisiológicos que permiten a las aves persistir en ambientes cada vez más extremos. Me interesa especialmente la tolerancia termal entre especies y cómo esos límites pueden ayudarnos a predecir qué especies serán más vulnerables o resilientes frente al cambio climático. Al mismo tiempo, estoy desarrollando una nueva línea de investigación sobre aves exóticas invasoras, preguntándome si rasgos ecofisiológicos como la tolerancia termal, el metabolismo, la respuesta inmune o la fisiología reproductiva ayudan a explicar por qué algunas especies logran establecerse y expandirse con éxito en ambientes nuevos. 

Lo que más me gusta de este campo es que conecta mediciones fisiológicas muy precisas con preguntas ecológicas amplias. Un pequeño cambio en la temperatura corporal, una alteración en el equilibrio oxidativo o una diferencia microscópica en la estructura de una pluma pueden decirnos mucho sobre cómo los animales interactúan con su ambiente. Esa conexión entre mecanismo y ecología es lo que me mantiene enganchado a la ecofisiología aviar. 

Fuera de la investigación, disfruto pasar tiempo en la naturaleza y viajar siempre que puedo, descubrir nuevas culturas, comidas, tradiciones y, por supuesto, nuevas especies. Pero si soy sincero, una de mis grandes pasiones es la comida mexicana. Así que, cuando necesito un descanso de la gran ciudad de Madrid suelo escaparme a algún restaurante mexicano. Para mí es una especie de refugio pequeño donde puedo reconectar con algo que echo mucho de menos de mi país. 

Como ocurre en muchas carreras científicas, mi camino no ha sido lineal. Moverse entre países, adaptarse a nuevas instituciones, competir por financiación y construir una línea de investigación a través de distintos sistemas trae muchos desafíos. Sin embargo, esas experiencias también han moldeado mi forma de entender la ciencia: un trabajo colectivo, construido sobre la confianza, la paciencia y el esfuerzo compartido. 

Si pudiera darle un consejo a mi yo más joven, sería este: ten una dirección, pero no intentes planear cada paso con demasiada rigidez. La ciencia casi nunca sigue una línea recta. Confía en las preguntas que vuelven una y otra vez, confía en las personas que te ayudan a crecer y deja que las colaboraciones inesperadas también transformen tu camino. A veces, las mejores partes de una carrera científica no son las que uno planea, sino las que aparecen mientras seguimos avanzando.