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25 junio, 2024

¿Somos animales de resistencia? Explorando el papel del metabolismo
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Photocredit: Foto de Brian Erickson en Unsplash

Dentro del mundo animal los seres humanos no somos ni los más fuertes ni los más veloces. Sin embargo, tenemos una serie de características fisiológicas y anatómicas que nos hacen pensar que sí somos animales de resistencia. ¿Por qué estamos diseñados para correr?

Escribir (o leer en tu caso) un artículo sentado delante de una pantalla en el que se discute si el ser humano es un animal de resistencia es una de las muchas paradojas a las que nos enfrentamos como especie. A pesar de que el sedentarismo es actualmente una forma de vida para una gran parte de la población mundial, al menos en los países de occidente, hubo una época de nuestra historia (de hecho, casi toda) en la que necesitábamos de nuestro movimiento para sobrevivir. En el tiempo que llevo escribiendo este artículo me he levantado varias veces a la nevera para comer melocotones y sandía, cuando antes, para recolectar estos alimentos, nuestros antepasados necesitaban de largas caminatas. Gastar calorías para conseguir un botín energético mayor. 

¿Qué tipo de actividad física ha sido más común entre los seres humanos?

Si nos comparamos con otras especies, en términos de fuerza y velocidad salimos perdiendo en muchos de los casos. Si bien los seres humanos más veloces pueden llegar a correr durante algunos segundos a 36 km/h, el guepardo alcanza los 100 km/h y la gacela de Thomson los 93 km/h. Incluso los bonobos llegan a los 40 km/h.

Si nos centramos en la fuerza y nos fijamos en nuestros parientes más cercanos, los chimpancés y los gorilas, también muestran diferencias claras en sus capacidades físicas. Son claramente más fuertes que nosotros. Según datos de un estudio publicado en la prestigiosa PNAS, los chimpancés tienen una mayor proporción de fibras musculares de contracción rápida en comparación con los humanos.1 En promedio, los músculos de los chimpancés están compuestos por un ~65% de fibras tipo IIa y IIx (las llamadas fibras rápidas), mientras que en los humanos, estas fibras representan aproximadamente el 40% del total muscular. Esta diferencia en la composición de fibras musculares es una de las razones por las que los chimpancés pueden generar más fuerza y potencia, aproximadamente 1.35 veces más que los humanos.

Estas adaptaciones musculares han evolucionado en respuesta a los hábitos de vida. La función determina la estructura del organismo. El ejemplo más claro lo podemos ver en el corazón. Como vimos en un artículo anterior, el corazón de los humanos está diseñado para mover grandes cantidades de sangre y satisfacer las demandas energéticas de nuestro organismo. Somos menos fuertes que los simios, pero nos movemos más. Por ello, nuestro ventrículo izquierdo, responsable de bombear la sangre oxigenada a los tejidos, es más largo y estrecho que el de los simios, lo que facilita el suministro de oxígeno durante actividades prolongadas y de resistencia.2

Nuestra fisiología y anatomía están determinadas por el tipo de actividad que hemos realizado a lo largo de toda la evolución. Cuando hacemos ejercicio a muy alta intensidad, los límites en la resíntesis de ATP y el tipo de sustrato energético que utilizamos condicionan el tiempo que podemos contraer nuestros músculos a máxima velocidad.3 Como podemos ver en la figura 1, si queremos alcanzar a un animal muy veloz, tenemos un hándicap importante: el tiempo que podemos correr a velocidades máximas. Nuestro metabolismo no puede sostener durante más de 30 segundos velocidades comparables a las de los animales que podríamos cazar. Esto sumado al detalle nada menor de que estos animales corren más rápido que nosotros. En cambio, a medida que aumenta la duración del ejercicio y baja la intensidad, nuestras reservas de grasa (en este artículo hablamos de por qué acumulamos grasa con facilidad) y la capacidad para oxidarlas junto con los hidratos de carbono facilita que podamos movernos durante varias horas sin apenas necesitar de más alimento para continuar con la actividad física.

Figura 1. Metabolismo energético muscular durante el ejercicio intenso. Durante los primeros segundos de ejercicio a máxima intensidad, el principal combustible energético es la fosfocreatina. Figura adaptada de Hargreaves, M., & Spriet, L. L. (2020).

¿Hemos sido cazadores de resistencia?

La hipótesis de la caza de resistencia propone que los humanos desarrollamos ciertas características físicas para correr largas distancias y cazar a nuestras presas mediante la persistencia y el agotamiento de estas. No seremos rápidos, pero a cansinos parece que no nos gana nadie.

Además de lo que ya hemos comentado sobre nuestros músculos resistentes a la fatiga (debido a la elevada presencia de fibras tipo I, de carácter oxidativo), nuestra capacidad para almacenar grasa y nuestros cerebros más grandes, los humanos tenemos una característica muy importante que nos permite hacer actividad física durante mucho tiempo: sudamos muy bien. Cuando hacemos ejercicio, el aumento de la temperatura central puede poner en riesgo la estabilidad del organismo. Por ello, el sudor juega un papel clave. Los humanos eliminamos principalmente el calor a través de las glándulas sudoríparas ecrinas. Podemos disipar el calor más rápidamente que la mayoría de las otras especies porque podemos sudar mucho, hasta 3.7 l/h en corredores de maratón. Nos hemos ganado a pulso el apodo de “simio sudoroso”.4,5

La efectividad para enfriarnos cuando el sudor se evapora se ve optimizada porque tenemos muchas glándulas ecrinas (diez veces más que la de los chimpancés) y nuestra piel casi desnuda. En comparación, otros animales como los caballos, los burros o los camellos, usan un tipo diferente de glándulas (apocrinas) que no son tan eficientes. Sudan menos y el sudor se evapora en su pelaje, lo que no es tan efectivo para enfriar su cuerpo.6 Además, esto les lleva a perder más agua, lo que facilita la deshidratación y el colapso si intentan recorrer grandes distancias durante mucho tiempo.

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El pelo también juega un papel clave, o en nuestro caso, la falta de pelo. Cuando perdimos la mayor parte del pelo que cubría nuestro cuerpo, aumentamos la densidad de las glándulas ecrinas.7 La reducción de la cobertura de vello facilita la evaporación del sudor directamente desde la piel, lo que mejora significativamente la eficiencia de la disipación del calor. Este cambio evolutivo ha sido crucial para permitirnos mantener el equilibrio fisiológico durante actividades físicas prolongadas. 

A pesar de que la selección de características anatómicas y fisiológicas vinculadas a una actividad como la caza de resistencia parece tener sentido, todavía sigue siendo una hipótesis. De hecho, hay voces disonantes que sugieren que los seres humanos no estamos diseñados para correr largas distancias detrás de nuestras presas. Si invertimos más calorías de las que obtenemos, la estrategia no es viable. Caminar es más eficiente que correr, por lo que se ha sugerido que, si para cazar durante largas jornadas es necesario aumentar el ritmo de carrera, las calorías invertidas no compensarían las que se conseguirían si finalmente se caza al animal. Esto haría que este tipo de caza no fuese rentable en términos energéticos, pero ¿es realmente así? 

Además, a la cuestión energética se suma el hecho de que existen pocos registros bien documentados de cazadores-recolectores contemporáneos que practicasen la caza por resistencia. Y los pocos que hay, se limitan a entornos muy concretos. Ecosistemas cálidos y abiertos del suroeste americano, el sur de África y Australia.

No obstante, una investigación reciente ha arrojado luz muy interesante a estas cuestiones. Un estudio publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature Human Behaviour ha utilizado un software de análisis de contenido para examinar aproximadamente 8.000 fuentes etnohistóricas en busca de ejemplos observados de persecuciones de resistencia y documentar los contextos en los que ocurrieron.8 Después de estudiar casi 400 casos de caza de resistencia en 272 ubicaciones en todo el mundo, evidenciaron que esta práctica fue común en diversas sociedades de cazadores-recolectores (Figura 2). Estos casos incluyen persecuciones en una amplia gama de hábitats, desde desiertos hasta bosques y entornos montañosos helados.

Figura 2. Ubicaciones de las sociedades con evidencia histórica o etnográfica de caza utilizando tácticas de persecución de resistencia. Los puntos negros indican sociedades que utilizan tácticas de caza de resistencia, mientras que los puntos rojos indican aquellas que no las utilizan.8

El estudio hace algo muy interesante y es mostrar fragmentos de las fuentes en las que se narran persecuciones de diferentes poblaciones a lo largo y ancho del mundo en contextos ambientales muy diferentes. Te permite imaginar cómo por ejemplo en 1800 los nativos de América del Norte cazaban en un frío extremo casi como lo hacían los lobos. A continuación, mostramos varios extractos que los investigadores recopilaron sobre caza de resistencia:8

  • Gwich’in, América del Norte, ca. 1850s: «Un antiguo indio me dijo: En los viejos tiempos solíamos cazar con arco y lanza. Nuestros jóvenes eran fuertes en aquellos días. Cazábamos al alce corriéndolo con raquetas de nieve, y podíamos correr todo el día, como los lobos. Ahora nuestros jóvenes se han vuelto perezosos y débiles. Prefieren cazar al alce en otoño, cuando es fácil de matar. Montan en sus trineos tirados por perros y tienen miedo de correr todo el día.» 
  • Beothuk, Terranova, Canadá, 1822: «Los Beothuk eran conocidos por su capacidad casi increíble de correr hasta alcanzar a un ciervo. La caza comenzaba temprano en el día y se prolongaba sin descanso hasta que el ciervo, exhausto y desesperado, se rendía al anochecer. A lo largo de kilómetros, el ciervo alternaba entre correr y detenerse, pero eventualmente era alcanzado por el cazador persistente.»
  • Coahuiltecans, Texas, Estados Unidos/México, 1527–1536«Los nativos Coahuiltecans estaban tan acostumbrados a correr que podían perseguir un venado desde la mañana hasta la noche sin descansar ni fatigarse, matando a muchos al desgastarlos hasta el agotamiento. Esta técnica era tan efectiva que a veces capturaban a las presas vivas.»
  • Wailaki, California, Estados Unidos, 1901–1919«Los Wailaki, al igual que los Lassik, cazaban ciervos y alces persiguiéndolos hasta agotarlos. Aunque no podían superar a sus presas en velocidad, una persecución implacable desgastaba la resistencia del animal hasta que, incapaz de seguir alimentándose y superado por el cansancio, sucumbía finalmente al cazador.»
  • Iban, Borneo, 1856–1858«Los Iban cazaban ciervos con perros, pero en tiempos de calor extremo y seco los cazadores podían perseguir y atrapar a los ciervos por sí mismos. Los animales sufrían tanto por el calor que los cazadores Dayak podían alcanzarlos y atraparlos mediante una carrera sostenida.»

La calculadora energética

Teniendo constancia de esta especie de diarios de sociedades de cazadores-recolectores cazando por resistencia, toca comprobar si compensa metabólicamente hablando. Los seres humanos, como el resto de los animales, nos movemos en términos de rentabilidad energética. Somos vagos por naturaleza (en este podcast hablamos sobre ello). A lo largo de la evolución, la actividad física era un medio para obtener calorías, no para gastarlas. Si nuestros antepasados iban a recolectar miel o fruta, era porque el retorno energético era positivo. En un mundo de escasez, donde no tenían alimentos a golpe de nevera, cada caloría era un bien preciado. Por ello, si este tipo de caza ha sido fundamental para que los seres humanos seamos animales de resistencia, es porque energéticamente hablando compensaba cazar así.

¿Cuántas calorías se gastan y se obtienen cuando se cazaba un alce o reno? Los investigadores hicieron un modelo matemático que tenía como objetivo calcular la recompensa energética de diferentes animales en función de la velocidad a la que se cazaban y el tiempo que tardaban en hacerlo. Para ello utilizaron una ecuación muy sencilla que calculaba la tasa de adquisición neta (Rp):

Rp = Ep - (cp · tp)tp

La Rp es una medida esencial para entender la eficiencia de la caza en nuestros antepasados. Esta métrica nos dice cuántas calorías netas obtiene un cazador por cada hora de esfuerzo (tp), teniendo en cuenta tanto la energía obtenida de la presa (Ep) como la energía gastada en la persecución (cptp). Es una simple resta. Un Rp alto significa que la caza es muy eficiente, proporcionando más energía de la que se gasta, mientras que un Rp bajo indica lo contrario.

Por ejemplo, si un cazador persigue una gacela caminando a 4 km/h durante 8 km, puede obtener un Rp de aproximadamente 60.000 kcal/h. Sin embargo, si corre a 10 km/h y reduce la distancia a 4 km, el Rp puede aumentar hasta 300.000 kcal/h, haciendo la caza mucho más eficiente. Aunque correr gasta más energía por kilómetro (69.0 kcal/km vs. 58.5 kcal/km), la diferencia neta de coste energético es de solo 10.5 kcal/km. En este caso, lo más importante es la reducción del tiempo de persecución de 10 horas a 4 horas, lo que resulta en que el Rp se multiplica por 5.

La habilidad de correr largas distancias y agotar a las presas proporcionaba a los cazadores una ventaja crucial, permitiéndoles asegurar comida en entornos y condiciones difíciles. La clave está en la capacidad de los humanos para mantener una persecución constante hasta que la presa se agota, no en alcanzar velocidades máximas. Es una estrategia de desgaste y persistencia. Como podemos ver en la figura 3, la energía obtenida de las presas supera con creces el gasto energético invertido.

Figura 3. Eficiencia energética (Rp) entre distintas especies cuando se utilizan tácticas de caza de resistencia, proporcionando una visión comparativa de la viabilidad energética en diversas presas. Figura adaptada de Morin et al. 2024

Reflexiones

El mundo que conocemos está cambiando a una velocidad desmesurada, en parte por el desarrollo tecnológico que nos permite ahorrar cada vez más energía en procesos que antiguamente eran muy costosos. Ya no es que las armas de fuego permitieran que la duración de la caza se redujera de forma drástica, es que ahora se puede cultivar y producir comida para abastecer a la población mundial con costes cada vez más bajos. No obstante, esta realidad no quita que nuestro cuerpo siga teniendo las características de aquellos cazadores-recolectores que perseguían a sus presas en jornadas de caza casi interminables.

La actividad física ha sido fundamental en nuestra evolución para obtener calorías con las que poder sostener los procesos de reproducción que permiten multiplicar la descendencia. Una especie si no se reproduce no es exitosa. Actualmente las tornas han cambiado. En un mundo de abundancia, la actividad física no tiene sentido para recolectar calorías, ahora necesitamos movernos para gastar calorías porque lo que está en juego es la salud. Ahora da igual que el balance energético sea negativo, porque la nevera está llena. El objetivo es moverse lo máximo posible sin esperar una recompensa energética. Para ello, lo que nos muestran los registros de hace siglos es que los seres humanos somos animales de resistencia, diseñados para movernos mucho. Yo, de hecho, cierro el ordenador y me voy a correr.


Referencias:

1.           O’Neill MC, Umberger BR, Holowka NB, Larson SG, Reiser PJ. Chimpanzee super strength and human skeletal muscle evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017;114(28):7343-7348. doi:10.1073/pnas.1619071114

2.           Shave RE, Lieberman DE, Drane AL, et al. Selection of endurance capabilities and the trade-off between pressure and volume in the evolution of the human heart. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2019;116(40):19905-19910.

3.           Hargreaves M, Spriet LL. Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nat Metab. 2020;2(9):817-828. doi:10.1038/s42255-020-0251-4

4.           Aldea D, Atsuta Y, Kokalari B, et al. Repeated mutation of a developmental enhancer contributed to human thermoregulatory evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021;118(16):e2021722118. doi:10.1073/pnas.2021722118

5.           Saris WHM. The Role of Sports Foods in Physical Performance. International Food Safety Handbook. Published online 2019:213-223.

6.           Young BA, Walker B, Dixon AE, Walker VA. Physiological Adaptation to the Environment. J Anim Sci. 1989;67(9):2426-2432. doi:10.2527/jas1989.6792426x

7.           Kamberov YG, Guhan SM, DeMarchis A, et al. Comparative evidence for the independent evolution of hair and sweat gland traits in primates. J Hum Evol. 2018;125:99-105. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhevol.2018.10.008

8.           Morin E, Winterhalder B. Ethnography and ethnohistory support the efficiency of hunting through endurance running in humans. Nat Hum Behav. Published online 2024. doi:10.1038/s41562-024-01876-x

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