All posts by danidanielsanz

Stephen Hart, El lenguaje de los animales

Se trata de un libro de etología que estudia y analiza la forma que tienen animales de comunicarse entre los individuos de su misma especie e incluso con organismos de especies distintas. En él Stephen Hart analiza el comportamiento de animales muy diversos, desde vertebrados como las aves, los peces, los anfibios, los cetáceos y algunos mamíferos terrestre, hasta invertebrados como algunos moluscos y artrópodos.

Es uno de los temas más ricos de la biología y también unos de los más polémicos dado que mucha gente antropocentrista, se niega a pensar que otros animales a parte del humano, sean capaces de comunicarse, de denotar inteligencia, de decidir sus propios actos, de presentar conciencia, cultura, pensamientos complejos, abstractos y estratégicos, e incluso memoria, emociones y sentimientos. Eximimos por tanto de estas características al resto de animales a los que consideramos como mero producto y mercancía al servicio de nuestras vidas y caprichos y de todas nuestras actividades. En todo caso si algún animal no humano presenta algún comportamiento que denota alguna de las anteriores capacidades, y encontramos miles de ejemplos, calificamos tal comportamiento como algo instintivo y en algunos casos como una mera imitación del comportamiento humano. Mientras que estos comportamientos en los seres humanos no son por instinto y no son algo simplemente seleccionado evolutivamente hablando, ya que los seres humanos nos creemos capaces de elegir y de variar nuestro comportamiento según lo que estemos persiguiendo conseguir, somos inteligentes, solidarios y conscientes de cuanto nos rodea, en definitiva, superiores.

Sin embargo también somos muchos los que no consideramos al ser humano como un animal superior y con más derechos y que se encuentra por encima del resto de animales. Así, no considero que el comportamiento humano tenga un origen distinto al de cualquier otro animal, y si bien hay muchas capacidades puramente humanas hay otras muchas que también presentan otros muchos animales no humanos como puede ser la comunicación, la conciencia y la comprensión de cuanto les rodea, la inteligencia, la memoria, la capacidad de escoger, decidir y anticiparse. Simplemente los animales que presentan dichas capacidades, no lo hacen como nosotros las hemos definido, pero yo, como dice John Bonner: “No soy muy aficionado a definir las cosas porque supone poner límites estrechos a las mismas, y además no todo entra dentro de esa definición”. Los animales no tendrán conciencia e inteligencia humana, así que es absurdo que intentemos evaluarla o explicarla, pero desde luego no son meros autómatas y muchos de ellos SÍ tienen su conciencia única de cada especie e incluso de cada animal, de igual manera que ocurre entre las personas. Y del mismo modo que claro que hay comportamientos y capacidades puramente humanas y otras capacidades que en el ser humano han alcanzado una mayor complejidad, también hay capacidades únicas en otras especies animales. Lo mismo que parece que hay animales limitados en cuanto pueden hacer, pero no por ello son mejores ni peores que el resto.  

Y para concluir la introducción y para evitar malos entendidos decir que sí considero el comportamiento y muchas de las capacidades expuestas como una entidad evolutiva que cambia y se va adaptando y que se selecciona y que por tanto en muchos casos responde no al libre albedrío si no al objetivo último de la vida, el de sobrevivir para perpetuar la especie, esto es, que en muchos casos comportamientos como el altruismo pueden acarrear detrás complejas motivaciones en muchos casos no evidentes e inconscientes. Lo que yo quiero decir es que si esto es así en los animales no humanos, lo es también en los humanos, y que el origen de dichas capacidades y comportamientos es en cualquier caso el mismo para todos los animales, la selección adaptativa. Y claro que hay capacidades únicas del ser humano que no están presentes en los otros animales, del mismo modo que presentarán otra capacidades únicas que solo les son útiles a ellos (por ejemplo, las aves se guian por los campos magnéticos). Lo mismo que hay capacidades que en el ser humano han alcanzado un mayor grado de complejidad como pueden ser el pensamiento abstracto o la cultura, pero eso no quiere decir que no estén presentes en otros animales aunque con un desarrollo y perspectiva diferente a la del ser humano. Y claro está que algunos de estos comportamientos en muchos casos son meramente instintivos, pero en esos casos ¿Por qué iba esto a ser distinto en el ser humano?

 

El libro precisamente nos hace reflexionar sobre la capacidad de muchos animales no humanos de llevar a cabo comportamientos complejos en respuesta al medio cambiante que habitan, lo que denotaría consciencia de cuanto les rodea e incluso conciencia de sí mismos. Aunque evidentemente un animal, humano o no humano, ha de poseer la capacidad de desarrollar dichos comportamientos, de no estar configurado genéticamente para ello, no podrá desarrollar dichos comportamientos. Pero lo que parece evidente es que si bien no todos los animales poseen las mismas capacidades, algunas como las ya mencionadas, no son únicamente humanas.

Encontramos así ejemplos como las abejas que una vez una exploradora ha encontrado una fuente de alimento, regresa a la colmena y describe la posición exacta y la orientación de dicha fuente a sus compañeras mediante la ejecución de un complejo baile en 8. Otro ejemplo sería el de algunas orugas de mariposa que mediante vibraciones atraen a hormigas a las cuales mantienen mediante secreciones azucaradas y que les sirven de guardaespaldas.

Encontramos también un género de díptero, los empídidos, en los cuales la hembra devora al macho tras la cópula por lo que el macho ha elaborado un complejo comportamiento que varía entre las distintas especies del género. Este comportamiento consiste en regalar a la hembra un insecto muerto para que se coma al insecto y no al macho, pero algunas especies han ido más allá en cuanto a la complejidad del asunto. Así, hay machos que envuelven la sorpresa en un capullo de seda para que la hembra se tome su tiempo en desenvolver el regalo y en devorar su contenido. Pero una especie de este género, H. maura, envuelve en el capullo de seda cualquier objeto (desde una piedra hasta un trozo de plástico). Hasta tal punto lleva la diversificación de tal comportamiento que los machos de la especie H. sartor, únicamente entregan a la hembra una maraña de seda sin ningún contenido. La idea es que la hembra este el tiempo suficiente distraída para que al macho le de tiempo de culminar su objetivo evolutivo y salir airoso de la proeza.

Otro ejemplo que denota consciencia del medio es el que poseen las sepias que cambian de color su cuerpo como mecanismo de comunicarse con los organismos de su misma especie. Se trata sobre todo de un mecanismo por un lado para atraer a las hembras y por otro lado para ahuyentar a machos competidores. Además emplean esta capacidad como camuflaje contra los depredadores adquiriendo coloración críptica. En el momento de aparearse, el macho adopta colores llamativos y acebrados que atraen a las hembras receptivas y ahuyentan a los machos más débiles. Una vez la hembra da el visto bueno a un macho ésta torna su traje moteado a uno jaspeado, entonces el macho también torna su color a uno más críptico, gris jaspeado, para no llamar la atención. Pero en caso de cruzarse con un macho en celo, el macho es capaz de tornar de nuevo al modelo agresivo de cebra solo en la cara orientada a su posible competidor, manteniendo el color jaspeado en la parte que da a la hembra para que ésta no huya.

Para el final he dejado un comportamiento que denota como hay especies animales no humanas que también tienen desarrollado el sentido artístico en la exacta definición de la palabra. Son muchas las especies donde encontramos preferencias artísticas pero aquí voy a exponer un ejemplo del libro muy llamativo. Se trata de los pájaros pergoleros que incluyen 18 especies de aves de géneros distintos. Los machos no exponen deslumbrantes plumajes si no que lo que hacen para atraer a las hembras es construir un nido nupcial utilizando la glorieta como escenario donde las aves muestran sus habilidades de danza y canto. Cada especie construye su nidito de amor a su manera, diferente a la de las demás especies. Los modelos van desde los más simples a los más complejos coronados por altas bóvedas de ramitas de hasta 90 cm de alto y el doble de diámetro (Maypole). El pájaro pergolero mas estudiado, el tilonorrinco satinado decora su escenario con valiosas plumas de loro azul, flores amarillas y azules, brillantes alas de cigarra y demás objetos irisados. Traza los limites de la glorieta con objetos grandes como las amarillas conchas del caracol. Y mantiene un suministro cercano de pequeños objetos que sostiene en su pico mientras danza. Para lucir su obra maestra, el pájaro poda los árboles circundantes dejando entrar la luz del Sol. La construcción de estas glorietas es un comportamiento innato pero sometido a aprendizaje a través de la observación de los mayores y de la experiencia.

 

Para concluir la disertación sobre el libro, decir que encontramos muchos más ejemplos de comportamientos complejos en el mismo de los cuales he seleccionado los que más me han llamado la atención dejando al margen grandes mamíferos y primates ya que estos últimos al parecerse tanto a nosotros no me parecen tan llamativos e interesantes.

Por Daniel Sanz Enguita

Advertisements

Mirounga, la envidia de los apneistas

  • Los elefantes marinos son mamíferos pinnípedos de la familia fócidos capaces de bucear día y noche incluso mientras duermen llegando a pasar hasta el 90% de su etapa pelágica bajo el agua, a un promedio de 300-600 metros de profundidad por lapsos de unos 20 minutos, aunque son capaces de alcanzar los 1500 metros y las 2 horas de apnea. Únicamente pasan entre 2 y 3 minutos respirando en la superficie entre las inmersiones. Solamente vuelven a las plataformas continentales  1 vez para la temporada reproductiva y 1 vez para la muda de manera que permanecen unos 10 meses al año en el agua (un 80% de sus vidas) donde el 90% del tiempo están sumergidos, y tan solo pasan 2 meses por año en tierra. Estas sorprendentes marcas convierten al elefante marino en el campeón indiscutible de esta peculiar competición. Mientras están en la costa, tienen un patrón de respiración periódica semejante al que ocurre cuando están en el mar, realizan apneas prolongadas que desencadenan respuestas fisiológicas similares a aquellas que se producen durante el buceo. El artículo en el que se ha basado el siguiente texto se titula <<Cardiac output and muscle blood flow during rest-associated apneas of elephant seals>> y fue redactado en mayo del 2006 por los investigadores P.J. Ponganis, T. Knower Stockard, D.H. Levenson, L. Berg, E.A. Baranov.

Materiales y Métodos

En el experimento narrado en este artículo de mayo del 2006 emplearon como muestra un grupo de juveniles de elefante marino incluidos en un plan de recuperación. Dichos elefantes rescatados pasaron 2 meses de recuperación en las instalaciones del “Sea World’s Rehabilitation Program” y pasado ese tiempo fueron liberados a su hábitat natural.  Antes de ser liberados al mar se les realizo una intervención sencilla que consistió en anestesiar a los individuos y colocarles mediante catétererismo subcutáneo medidores que registraron el flujo sanguíneo a través de distintas zonas del cuerpo asi como la saturación de oxígeno en sangre y la frecuencia cardiaca y respiratoria. Los movimientos cardiacos, el flujo sanguíneo y el respiratorio fueron transmitidos por medio de unos electrodos a un monitor que proceso y grafico los datos mediante el empleo de Excel y del programa SPSS.

Resultados

Fisiológicamente, los elefantes marinos y otros mamíferos acuáticos, tienen pulmones grandes sistemas venosos complejos capaces de almacenar grandes volúmenes de aire y sangre respectivamente. El volumen sanguíneo de los elefantes marinos es un 50% mayor por kilo que el de los humanos. Gracias a ello pueden mantener oxigenados los tejidos durante mucho tiempo sin la necesidad de volver a respirar. Además en el caso de los elefantes marinos cuando  se someten a apneas su ritmo cardiaco desciende de los 150 latidos en eupnea a los 10 latidos por minuto en apnea y el contenido de oxígeno en sangre arterial en ese momento es del 20%. Solamente cuando la concentración de sangre desciende al 2% el elefante marino sale a la superficie a respirar. Resulta sorprendente como en un periodo de tan solo 2 a 3 minutos el mirounga es capaz de recuperar los niveles normales de oxígeno en sangre y de frecuencia cardiaca durante el periodo de eupnea para a continuación volver a sumergirse en las profundidades del océano durante prolongados minutos de apnea.

Durante los periodos de apnea sumergida, los niveles de frecuencia cardiaca y volumen de sangre bombeado no varían respecto a las apneas que sufren durante el reposo en tierra firme y respecto a los valores que poseen mamíferos terrestres de su misma masa corporal. Sin embargo, los niveles de estos parámetros durante la eupnea aumentan increíblemente aumentando los latidos cardiacos desde los 10 por minuto en apnea hasta los 150 en periodos de eupnea. Conforme en la eupnea van recobrando la concentración normal de oxígeno en sangre y los tejidos, los latidos y la respiración comienzan a deprimirse hasta de nuevo alcanzar los niveles de la apnea para a continuación volver a la siguiente inmersión prolongada. Además parece que los valores del volumen sistólico también varían durante estos periodos antagónicos de modo que durante la eupnea aumenta el volumen sistólico mientras que en apnea este disminuye como consecuencia de la contractibilidad cardiaca. Se cree que las diferencias de sangre bombeada debido a las diferentes frecuencias cardiacas entre los periodos de apnea y eupnea se acompañan de una diferencia en la resistencia vascular sistémica de manera que la resistencia aumentará durante la apnea y disminuirá durante los primeros momentos de la eupnea.

Durante el periodo de apnea además de deprimirse todas las funciones metabólicas vistas (desciende el volumen de sangre bombeada, la frecuencia cardiaca y el volumen sistólico), aumenta la resistencia vascular sistémica así como la vasoconstricción simpática parcial originando la supresión parcial del flujo de sangre a los órganos periféricos y manteniendo la isquemia muscular (sufrimiento celular causado por la disminución transitoria o permanente del riego sanguíneo y consecuente disminución del aporte de oxígeno o hipóxia, de nutrientes y la eliminación de productos del metabolismo de un tejido biológico). Durante los primeros momentos de la eupnea, la resistencia vascular sistémica descenderá lo que conllevará a una vasodilatación y al cese de la isquemia de modo que los músculos y los órganos periféricos comenzarán a recibir sangre y con ésta todos los nutrientes y el oxígeno necesario para su recuperación. Además ya hemos visto como esto vendrá acompañado del incremento de la frecuencia cardiaca, del volumen sistólico y del volumen de sangre bombeado así como del inicio de la respiración. Estos parámetros irán disminuyendo su frecuencia conforme avanza la eupnea al mismo tiempo que se incrementa la resistencia vascular y disminuye la taquicardia y el ritmo respiratorio hasta alcanzar los niveles de la apnea justo antes de la inminente inmersión.

En la siguiente tabla observamos algunos de los resultados discutidos de manera esquemática y visual:

Discusión

Estos cálculos de la baja resistencia vascular, de la elevada taquicardia, del elevado ritmo respiratorio y del gran volumen sanguíneo bombeado característicos de los primeros momentos de la eupnea se asemejan a la taquicardia causada por el ejercicio, intercambio gaseoso y recuperación de O2. De este modo, todo ello conllevará a una elevada capacidad de recobrar los niveles de O2 y de frecuencia cardiaca adecuados durante los no más de 3 minutos que dura la eupnea, así como la elevada capacidad de administrar el oxígeno durante la apnea.

En resumen, el volumen sistólico, la cantidad de sangre bombeada así como la frecuencia cardiaca de los elefantes marinos durante la apnea, tiene valores similares a mamíferos terrestres en reposo con similares masas corporales (aunque en el caso de  los elefantes marinos la frecuencia cardiaca es algo menor, braquicardia). Mientras que el flujo sanguíneo a los músculos y a los órganos periféricos se deprime en estas circunstancias de apnea aunque nunca en ningún caso llega a suprimirse. Esta isquemia muscular será variable de modo que en un individuo en actividad que está generando calor, la isquemia podrá acentuarse, mientras que en un individuo en reposo el flujo de sangre a los músculos y órganos periféricos, aunque continúe deprimido, deberá aumentar su tasa asegurando una temperatura mínima.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1095643306001279

Por Daniel Sanz Enguita

Los delfines y el secreto de su prominente frente

¿A qué se debe la gran cabeza de los delfines y otros cetáceos como algunas ballenas? ¿Es debido  su gran masa cerebral? Efectivamente estos mamíferos marinos poseen un gran cerebro que influye en el gran tamaño de su cabeza, pero más llamativa es su abultada frente como resultado de la presencia de una gran masa adiposa denominada melón y que cumple una función fundamental en el proceso de la ecolocación como vamos a ver en el texto aquí expuesto y que es particularmente llamativa en los delfines de la especie Delphinapterus leucas vulgarmente conocidas como belugas. La siguiente información ha sido extraida del artículo de las paginas 1031-1039 de la “Enciclopedia of Neuroscience” del 2009 (Academic Press) titulado <<Hearing and Echolocation in Dolphins>> escrito por el investigador S.H. Ridgway.

Los cetáceos conocidos como delfines poseen un sofisticado método para detectar aquello que los rodea lo que les capacita de gran precisión en la detección de objetos en su entorno y les permite moverse de forma rápida y precisa. Este sistema presente también en otros cetáceos como son algunas ballenas como las marsopas o las del género Kogia  y en multitud de murciélagos, se conoce como ecolocación y consiste en la emisión de ecos que rebotan con los objetos circundantes y son recibidos de vuelta por el individuo emisor permitiéndole realizar un mapeo del medio circundante como si de un radar se tratase. El sistema de ecolocación de delfines posee un gran rango que va desde los 100 a los 600 metros de distancia gracias a su sistema auditivo-nervioso central hipertrofiado que les permite emitir dichos ecos y un rápido procesamiento de los mismos. Los delfines además poseen un gran cerebro y enormes nervios parte de los cuales cumplen el papel del rápido procesamiento de los ecos que en el agua viajan a una velocidad 5 mayor veces que en el aire. Todo ello da a los delfines un rango de audición que supera en 7 u 8 veces el nuestro. Dicha capacidad auditiva como cabría esperar se va deteriorando con la edad de los individuos que van perdiendo audición. Este mecanismo les permite no ver el entorno en imágenes si no realizar un mapeo increíblemente preciso del mismo y sentir el entorno como podemos sentir nosotros con el tacto de la mano. Anatómicamente los oídos están presentes en el interior de la cabeza a solo unos centímetros del mecanismo productor de estos característicos sonidos de alta intensidad. Para evitar dañar su propio sistema auditivo los delfines poseen uno senos de aire que “absorben” los sonidos.

Los delfines emiten los clics en trenes variando la frecuencia de los mismos en función de la distancia a la que se encuentran del objeto detectado. De este modo un delfín emite un clic y no emitirá el siguiente hasta que no haya recibido el anteriormente emitido de manera que la frecuencia aumentará conforme se acerque al objeto detectado. Los delfines crean estos impulsos ultrasónicos en el complejo nasal respiratorio donde controlan la frecuencia y la intensidad de dichos trenes de clics controlando el flujo de aire mediante los labios fónicos dentro del orificio nasal o espiráculo. Lo primero que hacen es presurizar su sistema nasal y a continuación emiten un tren de clics con sus individuales clics ajustando la velocidad y frecuencia según la posición del objeto detectado.

En cuanto a la producción del sonido, parece que el órgano principalmente implicado en su producción es el sistema nasal del saco, concretamente la zona denominada  “monkey lips dorsal bursea complex” (MLDB) o labios fónicos. Desde aquí el impulso va a la dorsal bursea que conduce el sonido de la cavidad nasal al melón. El melón es un gran saco de grasa en el interior de la frene del delfin, y de otros cetáceos, anterior a los sacos nasales desde el cual el sonido es transmitido de forma eficiente hacia el agua sin mostrar resistencia alguna. El melón funcionaría como una gran lente acústica orientando el sonido. Es precisamente este gran saco de tejido adiposo localizado en la parte anterior frontal de la cabeza el responsable de la prominente frente característica de los delfines.

En cuanto a la fisiología del sistema auditivo en delfines cabe mencionar que ha desaparecido el pabellón auditivo en respuesta a una vida acuática de inmersiones quedando como un pequeño vestigio cartilaginoso subcutáneo. De este modo el sonido no penetrará por algo que pueda asemerjarse a nuestras orejas si no que va a entrar por su mandíbula inferior. Cuando el sonido emitido choca contra un objeto y emite el eco, éste entra por la mandíbula inferior  (rica en grasa) y se dirige al oído medio (dentro de la cabeza) pasando por la cadena de huesecillos y finalmente hacia el oído interno, donde se encuentra la cóclea. Los huesecillos timpánicos a diferencia de su homólogo en humanos, no tocan el cráneo y quedan suspendidos por una serie de tejidos fibrosos y ligamentos. En la cóclea se realiza el análisis de frecuencias y se transducen en impulsos eléctricos gracias a las células ciliadas que convierten la señal recibida en eléctrica. Estos impulsos se dirigen a través de nervios a la oliva superior donde se integra la señal de ambos oídos. La función de la oliva superior es detectar las diferencias de tiempo interaurales para poder localizar la procedencia del sonido en el espacio. Desde la oliva los impulsos ahora eléctricos (se transmiten mediante fibras nerviosas) alcanzan al colículo inferior y al núcleo geniculado medial hasta llegar al córtex auditivo. Existen fibras que no alcanzan la corteza cerebral y van a los núcleo motores. A estas conexiones se las conoce como vía auditiva refleja y su función es facilitar los movimientos reflejos asociados a la audición, como por ejemplo mover la cabeza hacia el sonido.

 El oído interno posee aire a altas presiones que cumple una doble función junto con los senos y los denominados lípidos acústicos, primero permiten la transmisión de los sonidos en el interior del mismo y además reflejan los sonidos de alta frecuencia emitidos evitando daños en el propio sistema auditivo del delfín. Además estas cámaras de aire permiten aislar un oído del otro permitiéndole al delfín orientar los sonidos y saber su procedencia exacta. A grandes profundidades las masas de aire del sistema auditivo y emisor de ecos se comprime hasta volúmenes mínimos pero aparentemente suficientes para permitir la emisión y percepción de sonidos hasta unos 300 metros de profundidad. Además las cavidades tanto auditivas como la torácica y pulmonar están construidas para evitar el colapso. La cavidad nasal es presurizada mediante acción muscular evitando los posibles problemas a la hora de emitir sonidos como resultado de las altas presiones.

Como hemos visto el melón, la cóclea y la mandíbula son ricas en lípidos, concretamente triacilglicéridos. Pero ¿Cuál es la función de dichos lípidos? ¿Son acaso lípidos de reserva o de aislamiento del cerebro frente a las gélidas aguas? La respuesta no es ninguna de estas dos posibilidades, la función de estos triacilglicéridos es (puesto que la velocidad del sonido en los lípidos es menor) la de la orientar y canalizar el sonido desde el tapón nasal al agua en el caso del melón, y desde el agua al sistema auditivo en el caso de la mandíbula inferior.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080450469002631

Por Daniel Sanz Enguita