Los pulpos y en general todos los de su clase, los cefalópodos, son unos animales muy interesantes. Tienen una forma de funcionar (es decir, una fisiología) muy particular: tienen un cerebro grande, ojos sofisticados, un sistema circulatorio cerrado y un hábil sistema de respiración acoplada al movimiento. Además, presentan lo que se podría llamar comportamientos superiores, es decir, comportamientos que consideramos exclusivos de vertebrados, y no de todos, sino de los que llamamos superiores (para el futuro: esto no es en absoluto cierto, no se puede hablar de animales superiores o inferiores sin contextualizar), como son las aves y los mamíferos.

En esta entrada vamos a centrarnos en cómo los pulpos solucionan un problema básico para la supervivencia de cualquier ser vivo: la obtención de oxígeno. Los animales han resuelto este problema utilizando varias estrategias que, aunque similares en muchos aspectos (los relacionados con la obtención de oxígeno del medio), muestran diferencias básicas dependiendo del tipo de animal y del medio del cual lo obtienen. En ocasiones, incluso utilizan varias simultáneamente (como utilizar dos órganos de intercambio gaseoso, como la piel y pulmones o branquias) o de manera secuencial a lo largo de su desarrollo, como en el caso de los anfibios que tienen fases larvarias completamente acuáticas y utilizan branquias en estas fases, pero pulmones en las fases adultas.

Casi todos los seres vivos necesitamos oxígeno para vivir, que se utiliza para obtener energía de los nutrientes contenidos en los alimentos. El oxígeno, presente tanto en el aire como en el agua, se obtiene gracias a órganos especializados como branquias y pulmones (no hablaré de otros órganos respiratorios muy extendidos en el reino animal, como son la piel y las tráqueas, por no hacer más larga la entrada). Y como todos sabemos, la mayoría de los animales que respiramos aire usamos pulmones y la mayoría de los que respiran agua usan branquias. De hecho, si hablamos de los que respiran agua –y como dijimos antes, nos olvidamos de piel y tráqueas–, se podría decir que todos respiran con branquias menos las holoturias o pepinos de mar. Las holoturias son unos animales marinos que pertenecen al filo de los Equinodermos (como los más conocidos erizos y estrellas de mar) y que, mira que son raras, utilizan pulmones para respirar en el agua. Como veremos, esto es tan poco eficiente que solo se entiende que lo hagan si no compiten demasiado por la comida y si no tienen que correr mucho para evitar ser comidos.

¿Por qué esta gran división agua-branquias y pulmones-aire? Podría no tener ninguna explicación, como pasa con tantas otras cosas que aparecen sin ser idóneas y se quedan porque no molestan demasiado –es decir, por razones contingentes–. Pero en este caso no es así. Hay una explicación sencilla para esta división: el órgano de respiración está adaptado al medio de dónde se obtiene el oxígeno y difícilmente podría ser de otra manera (¡salvo en los pepinos de mar, claro!).

Para empezar, aire y agua son medios muy diferentes: lo principal para la respiración, es que el aire tiene mucho más oxígeno que el agua. Pero además, el aire es mucho menos viscoso y menos denso que el agua y por tanto, cuesta menos moverlo (1). Y esto es importante si tienes que acercar el medio rico en oxígeno al órgano respiratorio.

Estas diferencias en los medios que contienen el oxígeno son las que han favorecido la selección de órganos respiratorios específicos que, por lo demás se parecen mucho. Pulmones y branquias están hechos de membranas muy finas para que el oxígeno pueda pasar fácilmente del medio externo al interno. Además, para maximizar la obtención de oxígeno, ambos órganos tienen muchos repliegues que aumentan la superficie de intercambio. Y por supuesto, los dos están muy capilarizados, ya que la sangre recogerá el oxígeno y lo llevará a todas las células. Membranas muy parecidas, sí, sin embargo presentan una diferencia fundamental: los pulmones son invaginaciones (como sacos) y las branquias son evaginaciones (como guantes). Y como vamos a ver ahora, casi podríamos decir que los pulmones tienen que ser invaginaciones y las branquias tienen que ser evaginaciones.

Esta diferencia que parece muy tonta, pulmón=membrana hacia dentro para respirar aire y branquia=membrana hacia fuera para respirar agua, tiene implicaciones muy importantes en la fisiología de ambos órganos. Precisamente, por ser como sacos, los pulmones tienen respiración bidireccional (2): el aire entra (inspiración) y sale (espiración) por el mismo conducto, es decir, dos movimientos por unidad de volumen, digamos. Y claro, hacer dos movimientos requiere más energía que hacer un único movimiento, que es lo que sucede en las branquias (3). Lo más frecuente en los animales con branquias, como los peces, es que la respiración sea unidireccional: el agua entra por un orificio, la boca, atraviesa y cede oxígeno a las branquias y sale por otro, el opérculo. Se han ahorrado un movimiento y por tanto han ahorrado energía (e indirectamente, oxígeno, que es uno de sus determinantes). Con esto entendemos por qué en el agua, medio abyecto dónde los haya, lo normal es tener branquias y que los únicos valientes con pulmones sean los pepinos de mar (4).

Resumiendo: los que respiramos con pulmones gastamos más energía en obtener el oxígeno, pero podemos permitirnos ese gasto porque el aire tiene mucho oxígeno y se mueve muy fácilmente (fácil=barato de energía). Los que respiran con branquias en un medio tan difícil como el agua, hacen un único movimiento (entre otras cosas (5)) para reducir el gasto.

Así que el mejor medio para respirar es el aire y el mejor órgano para respirar son las branquias (si la competición es entre pulmones y branquias, si también hubiésemos inscrito a las tráqueas tendríamos otro ganador). Es decir, ya tenemos claro por qué los pulmones no son buenos para respirar agua (por mucho que se empeñe la holoturia). Pero si las branquias son estupendas, ¿por qué no tenemos branquias también los que respiramos aire? Pues, de nuevo, podría existir una explicación del tipo “sí, los pulmones son chapuzas respirando ya que gastan mucha energía en meter y en sacar el aire, pero es suficiente, nos apañamos con la chapuza”, pero no es el caso (o no exclusivamente): las branquias no funcionan bien en el aire (6). Todos sabemos que los peces, incluso con sus superiores aparatos respiratorios –ahora sí podemos decirlo–, se asfixian en el aire, a pesar de que este es un filón de oxígeno. Y es que, sencillamente y siguiendo con el elegante símil del guante, los muchos dedos de las branquias están perfectamente extendidos en el agua, dónde esta les da flotabilidad neutra; pero en el aire, las branquias se colapsan y lo que tendríamos es un guante en el que se habrían pegado los dedos unos a otros.

Pero volvamos a los pulpos. Los pulpos, como era de esperar, respiran por branquias (7), pero además, cuando nadan (no cuando caminan por el fondo), acoplan la respiración al movimiento. Los cefalópodos se mueven mucho y muy rápido (esto así en general, sin comparar con nadie, más aún si los comparamos con las marcas que ostentan sus primos los mejillones y las ostras) y tienen una estrategia genial que les permite aprovechar la respiración para moverse. Succionan agua por la abertura del manto haciéndola pasar por las branquias –para que éstas le roben el oxígeno que puedan–, y la expulsan por el sifón hacia fuera, facilitando la propulsión y la locomoción del pulpo. A más movimiento, más respiración (8) y esto es lo ventajoso, ya que cuanto más se mueven, más necesidad de oxígeno tienen y por tanto, más necesidad de respiración.

Esto de aprovechar el movimiento para respirar, no solo lo hacen los pulpos, los atunes tienen una estrategia parecida: nadan con la boca abierta y bañan así sus branquias pasivamente al nadar. Aquí todavía les sale más económico, ya que ni siquiera tienen que gastar energía en “meter” agua, simplemente nadan con la boca abierta.

Para terminar: los pulpos respiran agua, por lo que obtienen el oxígeno mediante branquias, el aparato más potente del mercado para ese medio. Pero además, como son muy activos, deciden (9) matar dos pájaros de un tiro y diseñar (9) un sistema con el que, cuanto más oxígeno necesitan, más obtienen. No está nada mal.