Es el proceso evolutivo por el cual los organismos llegan a estar mejor capacitados para vivir en su ambiente como lo hacen los animales en el ambiente que los rodea. Implica interacciones de los organismos con su ambiente fisicoquímico y con individuos de otras especies que le rodean y con los que convive.

La evolución en la adaptación está guiada por un aumento de supervivencia y/o un aumento del éxito reproductivo. Esto ocurre cuando un grupo de individuos de una población adquiere una ventaja debido a rasgos especiales que tienen en común: la disponibilidad de comida, la relación predador-presa, el clima, la vegetación, entre otros.

Un ejemplo claro es el anfibio urodelo llamado Gallipato o Tritón español (Pleurodeles waltl) que para poder sobrevivir, a pesar de su primitivismo, ha tenido que acomodar su cuerpo (piel engrosada) y su comportamiento (conducta defensiva) al área (charcas estacionales) y fauna (depredadores acuáticos) que le rodean.

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Como adaptación fisiológica en el gallipato tendríamos la presencia de una piel rugosa y endurecida como la de un sapo; como adaptación morfológica ha desarrollado un cuerpo aplanado con una cola musculosa, que le sirve para moverse fácilmente en el agua y torpemente en terreno seco y como adaptación etológica al medio, dispone de mecanismos de defensa activos basados en movimientos y estructuras que impiden que sea capturado con facilidad.

Las adaptaciones de los animales al ambiente físico se concretan en adaptaciones fisiológicas y morfológicas, mientras que las adaptaciones etológicas están relacionadas con la interacción de otros animales de la misma o de diferente especie.

Podemos distinguir diferentes tipos de adaptaciones asombrosas:

Adaptaciones fisiológicas

Podemos encontrar animales en ecosistemas con condiciones extremadamente diversas. Sin embargo, cada grupo de animales está adaptado a ambientes muy concretos y generalmente no es capaz de sobrevivir en otros.

Adaptación a la temperatura: FRIO EXTREMO

Al igual que el oso, los animales que viven en ambientes fríos desarrollan mecanismos para resistir las bajas temperaturas. Los animales endotermos (mamíferos y aves) desarrollan estructuras que mantienen el calor corporal (pelo y plumas) y acumulan grasa en su cuerpo para poder quemarla.

Los animales exotermos, al no disponer de un control de la temperatura interno deben ralentizar su actividad al máximo, refugiándose en sitios donde la temperatura sea favorable para ellos. Es lo que se conoce como letargo.

Las temperaturas bajas suponen una disminución de la velocidad de las reacciones químicas y una ralentización del metabolismo. También conllevan la congelación del agua imposibilitando la vida activa.

Los pingüinos presentan un ejemplo de las adaptaciones evolutivas múltiples, son homeotermos, es decir, mantienen una temperatura corporal relativamente estable entre 35º y 41º C en temperaturas extremas de hasta – 60°C. Para mantener su temperatura interna y evitar la pérdida de calor están aislados por una gruesa capa de grasa, debajo de la piel, similar a las ballenas, focas y otros grandes animales habitantes de aguas frías. Además sus cuerpos están cubiertos de una capa de plumas más densa que la de cualquier otro pájaro. La base de sus plumas también es felpuda para atrapar aire y tener un mejor aislamiento.

Las arterias y las venas de sus extremidades están situadas muy cerca, de tal manera que pueden intercambiar calor. Tiemblan para aumentar la producción de calor metabólico, jadean y exponen sus patas para deshacerse del exceso de calor (sus patas son la única parte del cuerpo que no está cubierta de plumas aislantes).

A su vez, los pingüinos han desarrollado comportamientos para mantener sus plumas en muy buenas condiciones para que los aísle del frío, del viento y el agua. Se aíslan contra el agua al acicalarse con secreciones especiales de aceite. El pingüino Emperador con 1.10 m de alto ha desarrollado el comportamiento social de amontonarse para compartir el calor corporal en las condiciones más duras de la tierra firme de Antártica, donde han sido observadas temperaturas debajo de – 60°C y ventiscas de 250 km/h.

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En el norte de Alaska, el escarabajo rojo de corteza plana (Cucujus clavipes) sobrevive a las condiciones árticas utilizando un cóctel de sustancias químicas internas. La formación de cristales de hielo en sus fluidos internos es la mayor amenaza para su supervivencia, pero el escarabajo produce proteínas anticongelantes que detienen la agrupación de moléculas de agua. También fortalecen su sangre con altas concentraciones de glicerol, lo que significa que el agua en su cuerpo no forma los cristales de hielo letales para cualquier otra especie, incluso a temperaturas mucho menos extremas y sus tejidos internos se deshidratan deliberadamente cuando bajan las temperaturas. “Esto concentra varios pliegues de anticongelantes, de manera que si se exponen a temperaturas muy bajas, el agua de su cuerpo se vitrifica (forma una sustancia similar al vidrio) en lugar de congelarse”.

La araña saltarina del Himalaya (Euophrys omnisuperstes) vive en alturas de hasta 6.700 metros, más alto que cualquier otra especie.
Pero, ¿cómo cazan? El ambiente resuelve este problema logístico: El viento sopla insectos congelados hasta la montaña, los cuales son atrapados por la araña.

Adaptación a la temperatura: CALOR EXTREMO

Muchos animales han logrado adaptarse, está el ejemplo extremo de los desiertos en donde los días son muy calurosos y en las noches casi podrían congelarse del frío extremo. La mayoría de los animales del desierto se alimentan por la tarde y noche, cuando los rayos del sol ya no calientan el suelo.

Los animales y las plantas necesitan agua para vivir, pero en el desierto es difícil encontrarla, por eso, algunos animales obtienen agua de las presas que cazan y de plantas que consumen.

Para evadir el calor, algunos animales migran hacia lugares más frescos, siendo crepusculares. Duermen en madrigueras o cuevas frescas durante el día y se refugian bajo la superficie del suelo o arena para escapar de las altas temperaturas de la superficie del desierto moviéndose rápidamente sobre la superficie caliente.
Los búhos y halcones nocturnos, disipan el calor mientras están volando dejando entreabierta la boca para evaporar agua de sus cavidades bucales. Algunos tienen orejas grandes que les ayudan a disipar el calor, otros como algunas aves, practican Urohidrosis, otros tienen colores claros que permiten tomar el menor calor de su ambiente.

Para retener el agua excavan en lugares más húmedos en los momentos de mayor intensidad lumínica, otros eliminan los desechos en forma de ácido úrico o simplemente accediendo a reservas de agua como plantas suculentas o insectos. También fabrican agua a partir del metabolismo y reciclan humedad en la respiración. Para retener agua también evitan la sequedad, pueden hacerlo marchándose del área afectada durante la estación seca o pueden enterrarse en el suelo hasta alcanzar el nivel del agua subterránea. Otros los animales reducen la pérdida de agua por respiración, muchos animales del desierto no beben nunca, o lo hacen muy raramente, lo que hacen es cubrir sus necesidades a partir de alimento sólido.

Algunos reptiles e insectos están “pre-adaptados” a los desiertos debido a sus cubiertas corporales impermeables y sus excreciones secas que les permiten vivir con una pequeña cantidad de agua.

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Los camellos y dromedarios están adaptados al calor extremo y a la deshidratación dejando que aumente la temperatura corporal sin evaporar agua. En la noche, la temperatura disminuye y el animal pierde calor (ahorra agua). El camello tiene eritrocitos más resistentes a los cambios osmóticos y con la joroba llena de grasa el camello vive mediante el agua metabólica.

La rata canguro cuya laringe realiza el principio de contra reacción física, al respirar produce agua que no lanza al aire de forma inmediata, toma el agua a partir de las semillas secas que ingiere.

Las hormigas plateadas del desierto del Sahara (Cataglyphis bombycina) son algunas de las especies más tolerantes al calor en el mundo. Deliberadamente sale en el momento más caliente en el día, cuando las temperaturas superficiales bordean los 60 º C, limitando las actividades de sus depredadores. Recogen cadáveres de insectos que han muerto por la exposición al calor y aunque están físicamente desarrolladas para resistir las altas temperaturas, igual podrían morir en cuestión de minutos, a causa del calor. Sobreviven porque sólo lo hacen por períodos cortos. Tienen piernas largas y se mueven rápidamente, con el menor contacto con la arena posible, para detener la acumulación de calor en sus cuerpos. Encontrar comida en un ambiente que no es compatible con la vida es una dificultad experimentada.

Casi todas las aves no son sino visitantes estaciónales o circunstanciales en los desiertos, la mayoría se reproducen en la primavera que es la época más favorable, tanto porque hace menos calor como porque escasean menos el alimento y el agua, empapan sus plumas pectorales, muy esponjosas, y llevan así el líquido hasta sus polluelos.

Los reptiles usan su piel para capturar el agua de lluvia, tienen colores crípticos (cripsis) y pueden soportar las temperaturas más extremas porque pueden controlar la temperatura de su cuerpo fácilmente.

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La tortuga del desierto (Gopherus agassizii) tiene extremidades elefantinas y pezuñas bien desarrolladas permitiéndole enterrarse y escapar del calor del día.

Las salamandras tigre (Ambystoma tigrinum) y ranas de leopardo (Lithobates pipiens) sólo están en el desierto cerca de los estanques permanentes y arroyos. Excavan muy profundo haciendo su madriguera, en la cual pueden permanecer hasta 9 meses. Se reproducen en piscinas temporales producidas por una esporádica y localizada tormenta de verano. El apareamiento ocurre por la noche cuando las hembras llaman a los machos.

Los peces soportan las altas temperaturas dentro del agua y pueden vivir con bajas concentraciones de oxígeno. Desovan durante las lluvias.

La mayoría de los animales que habitan el desierto se caracterizan por tener colores crípticos (cripsis) que no les permiten la acumulación del calor. Además es una buena estrategia de camuflaje. Algunos animales evitan la perdida de agua y mantienen agua en su cuerpo, excretando orina muy concentrada en sales.

Espacio vacío: Un ambiente SUPER EXTREMO

Mientras que la adaptación a un hábitat único y extremadamente duro es impresionante, hay especies que pueden sobrevivir incluso más allá: los extraños extremófilos tardígrados conocidos como osos de agua, son animales pequeños, de ocho patas que pueden sobrevivir a condiciones extremas de calor y frío, presión baja y altos niveles de radiación, siendo capaces de sobrevivir a una explosión radiactiva mil veces mayor que la mortal para un humano. Incluso han sobrevivido a la exposición al espacio. Después de eso, son los campeones indiscutibles de ambientes extremos. Ingemar Jonsson, profesor asociado de la Universidad de Kristianstad, es un especialista en tardígrados.

Su capacidad para deshidratarse completamente cuando las condiciones del entorno se secan, y permanecer en ese estado sin ningún tipo de metabolismo durante muchos años o incluso décadas, es claramente notable.

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La forma en que los tardígrados “se secan”, sin embargo, sigue siendo un misterio. Se sabe que el animal debe de alguna manera evitar que sus estructuras celulares básicas se colapsen cuando el agua se retira, y reparar el daño que se presente, pero cómo se hace esto? aún no está claro”, explica el profesor Jonsson.

Al igual que los escarabajos rojos de corteza plana, la deshidratación evita que los tardígrados se congelen cuando la temperatura es baja, ya que sus células disecadas están a salvo de la formación de cristales de hielo.

También tienen una sorprendente resistencia a la radiación; son capaces de sobrevivir a una exposición radiactiva mil veces mayor que la que sería mortal para los seres humanos. Una vez más, esto se debe a su notable talento curativo. La capacidad de reparar el ADN dañado es uno de los principales componentes de su sistema. En septiembre de 2007 se lanzó la sonda espacial Foton M3 de Rusia y la ESA, y en ella fue colocado un grupo de tardígrados. Se comprobó que no sólo sobrevivieron a las condiciones del espacio exterior, sino que incluso mantuvieron su capacidad reproductiva, por lo que se les considera el ser vivo más resistente.

Adaptación a las profundidades abisales

Las ballenas presentan una serie de adaptaciones fisiológicas que les capacita para sumergirse a grandes profundidades. Tienen un volumen de sangre mayor al de los mamíferos de tamaño y peso similar y una capacidad mayor para almacenar oxígeno en la sangre y en los tejidos musculares. En cada inspiración se renueva entre el 80% y el 90% del aire de los pulmones frente al 10% o 20% de la mayoría de los mamíferos terrestres.

Las ballenas presentan cierta resistencia a acumular dióxido de carbono en los tejidos, pues es la acumulación de éste, en lugar de la falta de oxígeno, lo que desencadena la respuesta respiratoria involuntaria de los mamíferos. En las profundidades abisales, la adaptación del medio ha generado las más sofisticadas estrategias que usan muchos organismos desde la bioluminiscencia hasta potentes venenos.

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Las ballenas con barbas pueden aguantar la respiración hasta 50 minutos y los cachalotes hasta 75 minutos; éstos suelen alcanzar profundidades de 460 m para buscar una de sus presas favoritas: el calamar gigante.

Las ballenas son capaces de restringir el riego sanguíneo sólo a órganos vitales durante una inmersión profunda, de manera que dichos órganos no se dañen por la falta de oxígeno.

En dichas profundidades abisales, las adaptaciones a elevadas presiones y oscuridad total ha desembocado en extraños peces con ojos enormes, desarrollados para captar la poca luminosidad, e incluso producirla como lo hacen los animales bioluminiscentes (bioluminiscencia), bocas exageradamente grandes, pues por la falta de alimento, deben comer lo que sea sin importar su tamaño y potentes venenos, que actúan es pocos segundos.

Adaptación a la cantidad de luz

Otros animales han adaptado su cuerpo a vivir en la oscuridad. Para ello han modificado algunas estructuras sensoriales y sus ritmos biológicos. Las aves rapaces nocturnas, como el búho tienen ojos muy grandes y sus oídos están extremadamente desarrollados, de modo que pueden localizar a sus presas en la oscuridad.
Generalmente los animales que desarrollan su actividad por la noche o en penumbra siguen dos vías de adaptación: O bien atrofian los órganos de los sentidos que no pueden utilizar, o bien los modifican para que sean más sensibles a la escasez de luz.

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Las pupilas de los sapos, gatos y otros vertebrados nocturnos son diferentes de las de los vertebrados diurnos. Otros animales desarrollan otros sentidos como el tacto o el oído cuando la visión no se puede utilizar, para compensar la falta de visibilidad como lo hacen los topos.

Adaptaciones al tipo de alimento

Algunos animales han tenido que adaptar su cuerpo a un tipo de alimentación concreta y para conseguirlo, han debido adaptar los órganos de ingestión y desarrollar distintas estrategias.

Los 2 tipos de alimentación son Macrofágica y Microfágica

La alimentación macrofágica se produce en algunos vertebrados (depredadores y carroñeros) en los que se modifican los aparatos bucales para obtener el alimento en los que la comida se ingiere en forma de grandes trozos realizando de forma activa la selección y la captura del alimento.

Por ejemplo, podemos encontrar la modificación de los dientes en funciones concretas, desarrollo de picos especializados, desarrollo de glándulas venenosas que ayudan a capturar a la presa y digerirla, desarrollo de zarpas, garras, potentes musculaturas preparadas para la carrera, etc.

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La alimentación microfágica se produce en animales que no seleccionan el alimento. Es típica de especies que se nutren de líquidos, de animales filtradores, herbívoros, sedimentívoros o micrófagos de superficie. Para este tipo de alimentación también se necesitan estructuras adecuadas, como piezas bucales especiales para la succión, espiritrompa (mariposas) o redes filtradoras que tamizan el medio donde viven.

Herbívoros de gran tamaño desarrollaron poderosos dientes que aplastan la abundante cantidad de masa vegetal. Pueden tener, incluso, modificaciones en su aparato digestivo para aprovechar mejor ese tipo de alimento, como en el caso de los rumiantes (vacas y otros mamíferos que pastan).

Otro ejemplo es la formación de redes filtradoras como las barbas de las ballenas, que tamizan el agua ingerida para obtener de ella el plancton que le sirve de alimento.

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Adaptaciones al sustrato

Los animales dependen del sustrato en el que viven para capturar el alimento, buscar pareja para reproducirse, etc. La capacidad de moverse en el medio determina la facilidad con la que se realizan estas funciones, por lo que las adaptaciones al sustrato van ligadas al modo de locomoción del animal.

Hay animales sésiles, es decir que viven fijos a un sustrato, por lo que deben recurrir a estrategias que les permitan obtener el alimento. Por ello desarrollan estructuras que mueven el medio que les rodea, para que así les llegue la materia de la que se alimentan. Del mismo modo, han adaptado la fisiología de su aparato reproductor para realizar fecundación externa. Los animales de vida libre presentan distintos tipos de locomoción (acuática, aérea y terrestre) en función del medio donde viven.

Locomoción acuática

La locomoción en medio acuático es diferente dependiendo de la profundidad. Así distinguimos los siguientes tipos de animales: planctónicos como el krill, sifonóforos, animales microscópicos etc. que viven flotando pasivamente sobre la superficie, nectónicos como peces, calamares etc. que viven moviéndose activamente en el agua y bentónicos como estrellas de mar, erizos, lenguados etc. que viven en el fondo.

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Podemos hablar de tres formas de movimientos:

Movimientos de flotación: Desarrollado por los tres tipos de animales, aunque son los nectónicos los que los han desarrollado mejor; para ello, han conseguido disminuir el peso corporal, modificando la densidad de algunos órganos, por medio del desarrollo de cámaras aéreas o pneumatóforos y el aumento de su masa adiposa, más ligera que el agua, como sucede con los cetáceos (ballenas) y en los pinnípedos (focas)

Movimientos de fondo: Son típicos de animales bentónicos que se mueven de forma muy similar a la que se realiza en el medio terrestre, ya que lo hacen sobre la superficie.

Movimientos de natación: Permite a los animales desplazarse en la masa de agua mediante movimientos musculares que pueden ser contráctiles o movimiento de impulsión logrado al expulsar agua a través de estructuras sifonales, típico de medusas y Moluscos Cefalópodos u Ondulatorios que se produce por la contracción de músculos dispuestos por todo el cuerpo del animal, que adquiere una forma fusiforme con tendencia al alargamiento. Además se desarrollan partes del cuerpo como las aletas que sirven para mantener el equilibrio.

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Locomoción aérea

Solamente ha sido conseguida por tres grupos de animales: insectos (artrópodos), aves y mamíferos. Este tipo de locomoción se conoce con el nombre de vuelo y necesita de estructuras especiales para poder desplazarse en el medio aéreo.
Los insectos lo han conseguido a través de la modificación de placas dérmicas laminares que se encuentran muy vascularizadas e inervadas. En el caso de las aves que vuelan, las extremidades anteriores se han recubierto de plumas (alas) y han aligerado el esqueleto para facilitar el vuelo. En el caso de los mamíferos, los murciélagos han desarrollado una membrana interdigital en sus extremidades anteriores conformando el patagio, análoga a las alas de las aves.

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Locomoción terrestre

La locomoción en el medio terrestre es diferente según existan extremidades o no. Los animales sin extremidades (deben contraer la musculatura corporal para desplazarse. Este tipo de locomoción es típica de anélidos, platelmintos, nemátodos, etc. Los animales con extremidades tienen el cuerpo separado del suelo y han adaptado el aparato locomotor a la marcha en la que las extremidades avanzan alternando su movimiento. En algunas ocasiones, las extremidades presentan modificaciones como uñas, digitaciones laminares que les permiten trepar por superficies verticales, etc.

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Adaptaciones morfológicas

La morfología se refiere a la forma por lo tanto este tipo de adaptaciones están relacionadas con el hábitat en el que viven los animales y su forma de vida. Así, los que viven en ambientes subterráneos han desarrollado una morfología adaptada a vivir bajo tierra desarrollando hábitos que están relacionados con la actividad cavadora.
Los que viven sobre el suelo presentan adaptaciones morfológicas en la locomoción como pezuñas, musculatura desarrollada, órganos voladores y trepadores. Entre los animales acuáticos aparecen adaptaciones morfológicas a la flotación, natación o a moverse por el fondo marino.

Adaptaciones etológicas o de comportamiento

Se trata de adaptaciones que abarcan mecanismos de defensa y comportamiento relacionados con la reproducción.

Mecanismos defensivos

Algunos animales sirven de alimento a otros, por lo que, para evitar ser cazados han desarrollado medios de defensa. Estos medios pueden ser de dos tipos:

Activos: Son estructuras visibles que el animal utiliza si se ve amenazado. Como el aposematismo, también la presencia de colmillos, cuernos, uñas, venenos y la emisión de sonidos o de gases intimidatorios.

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Pasivos: Se trata de modificaciones del aspecto del animal para pasar desapercibido por ejemplo el camuflaje y el mimetismo el cual comprende el mimetismo batesiano y el de Müller o mulleriano.

La fase larvaria de algunas mariposas consume plantas con las que fabrican sustancias olorosas desagradables o venenosas, que utilizan como mecanismo defensivo frente a sus depredadores.

Comportamiento reproductor

Los animales también han desarrollado pautas de comportamiento relacionadas con la reproducción. Muchos de ellos realizan movimientos o danzas o adquieren coloraciones y aspectos llamativos (cornamentas) para llamar la atención del sexo opuesto y así poder reproducirse. Estas pautas de comportamiento forman parte del cortejo.

El cortejo no es un fenómeno único de los Vertebrados, sino que también se da en algunos grupos de invertebrados como los insectos.

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