Animales en el solsticio de invierno

Toledo (Toledo)

En los ambientes templados y boreales, la duración del día (fotoperiodo) cambia de forma dramática a lo largo del año, alcanzando su mínimo cerca del solsticio de invierno. Esta variación anual no es solo una curiosidad astronómica: muchos animales dependen de ella como una de las señales o pistas ambientales fiables para sincronizar funciones fisiológicas críticas, como la reproducción, el metabolismo, el comportamiento y la distribución geográfica. El fotoperiodo actúa como un “reloj ecológico” anticipatorio, permitiendo a los organismos prepararse para la estación fría incluso antes de que las temperaturas bajen de forma significativa.

Aunque pareciera que los animales simplemente “miden” horas de luz, el proceso es mucho más sofisticado. La información sobre la duración del día es captada por los ojos y transmitida al núcleo supraquiasmático en el cerebro —el principal reloj circadiano—, que a su vez regula la producción de melatonina, una hormona secretada por la glándula pineal durante la noche. Cuanto más larga es la noche (fotoperiodo corto cerca del solsticio de invierno), más tiempo se libera melatonina en sangre. Esta hormona actúa como mensajero químico que informa al organismo de que los días se han acortado.

Una de las respuestas más estudiadas al fotoperiodo es la regulación de la reproducción estacional. En muchas especies, el cambio de duración del día indica el momento óptimo para aparearse y criar descendencia. Por ejemplo, en aves ç, un fotoperiodo más largo favorece la reproducción, mientras que el acortamiento de los días hacia el invierno se asocia con la disminución de la actividad reproductiva y menor producción de hormonas gonadales. Esto se debe a que el aumento de melatonina durante noches más largas inhibe la liberación de hormonas sexuales y reduce la señal de estimulación de la reproducción. En roedores estacionales, los cambios en la longitud del día modulan la expresión de genes en el hipotálamo relacionados con la producción de hormonas tiroideas y reproductivas. Así, la fisiología reproductiva se “apaga” antes del invierno para ahorrar energía y “se enciende” nuevamente en primavera. Este patrón general, en el que el acortamiento del fotoperiodo cerca del solsticio de invierno inhibe la reproducción, es una estrategia evolutiva que maximiza la supervivencia de las crías, permitiendo que nazcan en primavera, cuando las condiciones ambientales (temperatura, alimento) son más favorables.

El fotoperiodo no solo regula la reproducción; influye también en aspectos como el crecimiento, el metabolismo y el comportamiento. Estudios con peces han demostrado que los fotoperiodos cortos invernales modulan el metabolismo de lípidos (grasas) y estimulan respuestas antioxidantes en el hígado, lo cual sugiere que la duración del día puede afectar directamente la fisiología energética de los peces en invierno. En roedores, diferentes fotoperiodos alteran el metabolismo de la glucosa y los lípidos. Esto indica que los ritmos estacionales pueden tener efectos importantes sobre cómo los animales procesan y almacenan energía durante distintas épocas del año. En insectos como Drosophila melanogaster (mosca de la fruta), la exposición prolongada a días cortos aumenta la resistencia al frío y altera la composición metabólica del cerebro, evidenciando respuestas adaptativas al fotoperiodo incluso en invertebrados.

Además de respuestas fisiológicas, el fotoperiodo influye en comportamientos clave. Por ejemplo, pequeños roedores con días cortos muestran modificaciones en su patrón de actividad circadiana y niveles de agresividad, que pueden reflejar estrategias de ahorro de energía o competencia por recursos cuando se aproximan las épocas duras.

Las señales del fotoperiodo permiten a los animales programar adaptaciones que aumentan la probabilidad de supervivencia invernal. Entre estas estrategias se encuentran: Reducción de la actividad reproductiva y energética en épocas de escasez; Acumulación de reservas de grasa para aguantar periodos de menor disponibilidad de alimento; Cambios conductuales, como migraciones en aves o hibernación en mamíferos; Ajustes fisiológicos, como variaciones en la resistencia al frío o en la función inmunológica. Estas respuestas se desencadenan antes de los cambios más extremos del clima, lo que indica que la percepción del fotoperiodo es una señal más anticipada y fiable que la temperatura u otros factores ambientales.

La capacidad de los animales para responder al fotoperiodo no es solo una curiosidad biológica: tiene implicaciones profundas para la ecología de poblaciones y comunidades. Por ejemplo, la sincronización de la reproducción con los picos de disponibilidad de alimento es crucial para la supervivencia de muchas especies. Si esta sincronía se altera (por ejemplo, debido a la contaminación lumínica o cambios climáticos que modifiquen la duración real de los días percibida por los animales), la adaptación estacional puede verse comprometida.

Además, la contaminación lumínica puede interferir con las señales de día/noche naturales, afectando la producción de melatonina y, con ello, la regulación de ritmos estacionales. Esto puede alterar la reproducción, el comportamiento y la fisiología de diversos animales, con posibles consecuencias ecológicas a gran escala.

El fotoperiodo es una señal ambiental clave que los animales utilizan para ajustar procesos biológicos esenciales a las estaciones del año. Cerca del solsticio de invierno, cuando los días son más cortos, esta señal provoca una serie de cambios hormonales y fisiológicos que preparan a los animales para enfrentar el invierno. Comprender estos mecanismos no solo nos revela la profunda interconexión entre los organismos y su entorno, sino que también es vital para prever cómo las especies responderán a un mundo donde las señales naturales están cada vez más alteradas por la actividad humana.