I mammiferi marini affrontano un rischio elevato di dispersione termica, perché l’acqua conduce il calore circa 25 volte più velocemente dell’aria. Ciò significa che un organismo può raffreddarsi rapidamente quando è immerso. Tuttavia, grazie a una serie di meccanismi che limitano la perdita di calore, questi animali riescono a mantenere la loro temperatura corporea tra i 35°C e i 38°C.

Le lontre marine, ad esempio, trattengono il calore grazie a una pelliccia estremamente densa, progettata per intrappolare uno strato di aria vicino alla pelle. Questa sorta di cuscinetto funge da isolante, proteggendo l’animale dalle acque gelide e mantenendo la pelle asciutta.

Altri mammiferi marini, come i cetacei, hanno sostituito la pelliccia con uno strato di grasso sottocutaneo, noto come blubber, che fornisce un eccellente isolamento termico. Durante le immersioni in acque fredde, i vasi sanguigni che ricoprono il blubber si restringono, riducendo la dispersione di calore e aiutando questi animali a stabilizzare la temperatura corporea.

Per gli ectotermi, che non possono regolare la propria temperatura corporea, il congelamento rappresenta una seria minaccia, poiché i cristalli di ghiaccio possono danneggiare le cellule. Per proteggersi da questo rischio, alcuni pesci, come quelli polari, producono speciali proteine antigelo, che circolano nel sangue e nei fluidi corporei.
Queste proteine si legano ai piccoli cristalli di ghiaccio, impedendone la crescita e proteggendo così le cellule dai danni causati dal congelamento. In questo modo, le proteine antigelo abbassano il punto di congelamento dei fluidi corporei, garantendo una protezione adeguata in ambienti estremamente freddi, come quelli marini, dove l’acqua può scendere fino a −1,9 °C durante l’inverno.

Un’altra strategia interessante adottata da alcuni pesci è la dormienza invernale, uno stato di inattività reversibile in cui il metabolismo e l’attività fisica si riducono drasticamente. Questo fenomeno è stato osservato in diverse specie di pesci temperati, come l’anguilla americana (Anguilla rostrata) e il pesce gatto bruno (Ameiurus nebulosus), che digiunano e rimangono sepolti nel substrato durante i mesi più freddi. Anche molti pesci della famiglia Centrarchidae riducono la loro attività e l’assunzione di cibo quando le temperature calano.

Gli straordinari adattamenti degli organismi marini al freddo non sono solo oggetto di interesse scientifico, ma anche fonte d’ispirazione per lo sviluppo di nuove tecnologie. Ad esempio, lo studio della pelliccia dei mammiferi marini, come quella delle lontre, ha ispirato lo sviluppo di sistemi avanzati di isolamento per abbigliamento tecnico, ideali per ambienti umidi e freddi.

Un altro esempio sorprendente riguarda le proteine antigelo dei pesci polari, le cui potenzialità sono già state indagate per migliorare la qualità degli alimenti surgelati, come il gelato. Queste proteine trovano applicazione anche nella crioconservazione di cellule e tessuti, nella criochirurgia e nella protezione delle colture dal gelo. L’ulteriore esplorazione di queste molecole potrebbe aprire la strada a nuove tecnologie sempre più avanzate e sostenibili.

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