Facciamo finta di trovarci in acque polari e di poter toccare la pelle di una foca che nuota. Ci accorgeremmo che la sua temperatura al tatto è di circa un grado, praticamente gelata come l’acqua in cui si trova. Eppure, al suo interno, la temperatura è di circa 37°C. Proprio come la nostra. Come le foche, anche tutti gi altri animali a sangue caldo che vivono in acqua, hanno dovuto mantenere costante la loro temperatura corporea. Hanno dovuto evitare che il sangue, i muscoli e tutti gli organi interni, a contatto con l’acqua, gelassero. Noi umani e tutti gli animali a sangue caldo che vivono sulla terraferma (mammiferi e uccelli, per intenderci) non abbiamo avuto nessun bisogno di un sistema che ci permettesse di mantenere costante la nostra temperatura, perché tra la temperatura dell’aria e quella corporea non c’è molta differenza. L’acqua, però, persino quella tropicale, è sempre un ambiente più freddo.

Rimane quindi da sciogliere un nodo: come sono riusciti foche, cetacei, e tutti gli altri mammiferi acquatici a mantenere intatta la loro temperatura interna? Come hanno evitato che l’acqua la raffreddasse? La risposta sta innanzitutto, nella loro capacità di evolversi e poi, soprattutto, nel loro sistema cardiocircolatorio.

Alcuni di questi mammiferi e uccelli acquatici non hanno migliorato il loro sistema vascolare in questo senso; non si sono adattati alla perfezione ad affrontare questi sbalzi di calore e per farlo, devono tutt’oggi ricorrere a delle strategie più elementari. La lontra di mare, ad esempio, non può affrontare l’acqua senza il calore della sua pelliccia, per di più, soffia ripetutamente sull’acqua per creare delle bolle d’aria che la isolino dal freddo acquatico e la tengano calda. Gli uccelli acquatici conducono una vita a metà tra cielo e mare e la loro permanenza in acqua è piuttosto breve per innescare un meccanismo di evoluzione. Per affrontare il gelo acquatico possono contare solo sui propri mezzi, come variare l’inclinazione delle piume, oppure affidarsi a uno strato di grasso tra le stesse e che funge, appunto, da isolante del calore.

Tutt’altro discorso vale per i mammiferi acquatici: foche, otarie, elefanti marini, cetacei e simili. La loro permanenza in acqua, più frequente e prolungata rispetto a ogni altro animale a sangue caldo, ha reso l’adattamento termico una necessità. Una necessità che nel corso dell’evoluzione, ha richiesto degli adattamenti che hanno coinvolto gli organi e il sistema cardiocircolatorio.

Sappiamo che l’apparato cardiocircolatorio è composto di arterie più interne che portano sangue e ossigeno alle cellule periferiche e dalle vene più superficiali, che compiono il processo inverso e trasportano materiali di scarto dalle cellule ai polmoni. Siccome le arterie sono più interne, il sangue che circola al loro interno ha una temperatura più calda o tiepida rispetto alle vene. Le vene, invece, partendo dalle zone corporee periferiche ove avvengono gli scambi gassosi con le cellule, sono più fredde perché sono quasi a contatto con l’acqua. E’ accaduto che per effetto dell’evoluzione, nei mammiferi acquatici vene e arterie scorrano in parallelo tra di loro, le une accanto alle altre, vena accanto ad arteria.

L’arteria che va verso le cellule periferiche, comincia a raffreddarsi alla temperatura dell’acqua e comincia così a disperdere calore. La vena, che compiendo il processo inverso si è raffreddata, ora scorre accanto all’arteria e si riscalda grazie al calore che l’arteria disperde. Questo è il grande adattamento che ha aiutato i mammiferi acquatici a mantenere tiepida e costante la loro temperatura corporea.

Alcuni animali come le foche, hanno vasi sanguigni sottocutanei supplementari, che si aprono e lasciano fluire il sangue quando la foca ha più freddo. Altri come le balenottere, hanno vasi sanguigni chiusi nelle rientranze dei solchi golari, così sono più protetti e disperdono meno calore.

Il flusso sanguigno di questi animali, insomma, è diventato un vero impianto di radiazione del calore. Per mantenerlo efficiente, le zone periferiche hanno ridotto la loro superficie: più piccole sono le pinne o la coda, minore è il calore disperso. Ecco perché nel passaggio dalla vita terrestre a quella acquatica, le zampe di questi antichi mammiferi si sono trasformate in pinne: perché riducendosi e assottigliandosi, avrebbero disperso meno calore negli scambi gassosi.