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miércoles, 26 de diciembre de 2012

¿Existe el canibalismo sexual?

 
 
"Teresa la marquesa, chiribí, chiribesa, ven a poner la mesa, chiribí, chiribesa, que viene tu marío, con el palo encendío, a perder la cabeza." Cancioncilla que se cantaba en un baile de corro en Cabra, en la Subbética cordobesa, España (información de Lola Salido Pérez).


"Teresa, pon la mesa, que viene tu marío y te corta la cabeza". Ésta es otra versión que he recogido yo en otro pueblo de la Subbética, en Priego. Lo decían las niñas cuando veían a una mantis.


La conocida imagen de la mantis religiosa decapitando al macho está como vemos muy arraigada en la cultura popular, y es seguramente la curiosidad zoológica más comentada en conversaciones informales. Pero según un artículo de Stephen Jay Gould, podría corresponder a un hecho muy anecdótico e infrecuente en la naturaleza: "Sólo quedaron sus alas" (artículo por lo demás muy interesante por otros muchos temas que trata).

Afortunadamente para las niñas a las que aún les gustan los juegos tradicionales, sus dudas espolearon la presentación de artículos que aportan numerosas pruebas de que el canibalismo sexual existe en bastantes especies de artrópodos: "Canibalismo sexual en los animales", de Fernando G. Costa.

martes, 25 de diciembre de 2012

Mamíferos venenosos

Lori perezoso (Nycticebus kayan)
 
No solemos asociar a los mamíferos con la idea de veneno. ¿Os imagináis cómo podrían ser nuestras pesadillas si hubiera ratas venenosas, murciélagos con un mortífero aguijón o elefantes capaces de lanzar un chorro de ardiente veneno por la trompa?


Los ornitorrincos, almiquíes y musarañas no son animales especialmente temidos por la gente, pero lo cierto es que son venenosos. Los machos de los ornitorrincos tienen un espolón en sus patas traseras que está hueco y conecta con una glándula de veneno. Éste causa un dolor fortísimo en el hombre y puede matar a un perro. Los almiquíes (insectívoros caribeños del tamaño de una rata grande) y muchas musarañas poseen una saliva tóxica y una sola mordedura de la blarina de cola corta (Blarina brevicauda) puede matar a casi 200 ratones.


Todos los mamíferos venenosos pertenecen a grupos primitivos (monotremas e insectívoros), aunque esto no quiere decir automáticamente que el veneno fuera una característica ancestral de los primeros mamíferos o de sus antecesores inmediatos. Algunos de estos animales, al tiempo que retienen caracteres primitivos, presentan otros muy especializados, por lo que el veneno puede haber sido adquirido en una etapa avanzada de su evolución.


El caso de los monotremas es el más enigmático, porque los espolones venenosos situados tras la rodilla sólo están presentes en los machos. En los ornitorrincos son plenamente funcionales e incluso pueden ponerse rígidos desde unos repliegues de piel que los cubren, pero en los equidnas no son funcionales. Si el veneno sirve de defensa a estos animales, ¿por qué no lo poseen las hembras?


La glándula venenosa de los ornitorrincos varía su actividad a lo largo del año, en cuanto a su tamaño y a la toxicidad del veneno producido (que provoca la coagulación de la sangre). La actividad de la glándula se acentúa en el mes de junio, inmediatamente antes de iniciarse la reproducción. Quizá el veneno tiene un papel en las peleas por la delimitación de los territorios por los machos. O quizá sirve para proteger a la pareja en el momento del apareamiento, en el que es más vulnerable ante los depredadores. Aunque los depredadores actuales de los ornitorrincos (y también de los equidnas) son escasos (y estos últimos ya cuentan con sus espinas como defensa). Es probable que el veneno surgiera para hacer frente a depredadores que ya se extinguieron.


Los almiquíes (género Solenodon) son insectívoros que presentan muchos caracteres primitivos. Quizá debido a ello, sólo han podido persistir en islas, en las cuales frecuentemente la presión de depredación es menor que en los continentes. Hay dos especies, una en Cuba y otra en Haití. En esta última, se ha podido comprobar la toxicidad de su veneno, pues la saliva procedente de ejemplares muertos fue inyectada por vía intravenosa a ratones y bastó una pequeña cantidad para matarlos en menos de cinco minutos (y es posible que la actividad del veneno estuviese atenuada después de la muerte del animal).


Estos animales poseen un largo hocico cartilaginoso con el que a veces sujetan a sus víctimas (grandes invertebrados y pequeños vertebrados), a los que paralizan con su mordedura. Las glándulas salivales venenosas desembocan en la base de los grandes incisivos inferiores y parte del veneno puede penetrar bastante en la herida. Se cuenta que a un científico le mordió un almiquí y le dejó cuatro marcas de sus incisivos. Las heridas de los incisivos superiores curaron sin problemas, pero las de los inferiores se inflamaron.


Muchas musarañas de la familia soricidae poseen una saliva venenosa y al menos en algunos casos se ha comprobado que les sirve para dominar a invertebrados grandes. Aunque el veneno de la blarina de cola corta es muy activo, las musarañas no son peligrosas para el hombre, a pesar de que en la mitología popular a veces se las ha considerado más venenosas que las víboras y se ha creído que el envenenamiento podía producirse sólo por tocarlas.


La razón de ello es que las musarañas no poseen estructuras capaces de inocular el veneno profundamente en el cuerpo del animal al que muerden (están muy lejos de los mortíferos dientes huecos de las víboras). La saliva escurre de la herida y no llega a causar una intoxicación (debido a ello, los lagartos del género Heloderma, los únicos venenosos, tienen la horrenda costumbre de dedicarse a mordisquear la herida, para que el veneno penetre bien).
 
 
 
En los últimos años, los científicos se han llevado dos sorpresas que amplían bastante el elenco de mamíferos venenosos. La rata crestada africana (Lophiomys imhausi) mastica la corteza de un árbol tóxico, la acocantera o laurel tóxico, para impregnar con su veneno, la ouabaína, su pelaje. Los pelos son huecos y absorben bien la toxina, que es muy potente y es usada por los indígenas de Kenia para envenenar sus flechas.
 
 
 
Un animal de un grupo taxonómico bastante alejado de los anteriores, un primate, el lori perezoso Nycticebus kayan, del sur y sudeste de Asia, posee una glándula venenosa en la cara interna del codo, que el animal lame para que el veneno pase a los dientes. El veneno les sirve para someter a sus pequeñas presas y también como defensa, ya que puede causar un choque anafiláctico en el atacante. Las madres impregnan con el veneno el pelaje de sus crías para protegerlas.
 
 
 
Un artículo muy interesante sobre la evolución y función del veneno en los mamíferos es: "Pequeños pero feroces: mamíferos venenosos", de Juan Rofes y Gloria Cuenca Bescós.

martes, 18 de diciembre de 2012

Seis motivos para ser travesti (o bisexual)

Poecilia mexicana

Las películas con argumento basado en el travestismo suelen ser malas (una notable excepción es, por ejemplo, “Con faldas y a lo loco”). Nuestros caracteres sexuales secundarios son tan marcados que es difícil confundir a un hombre travestido con una mujer o viceversa. Pero la capacidad de discriminación de los animales no es tan refinada y el travestismo está extendido en muchos grupos y es un recurso que se usa con variados propósitos.

No he encontrado casos de hembras que recurran a esta conducta, aunque es probable que aparezca en grupos en que las hembras son las que compiten por los machos (por ejemplo, algunos ortópteros y aves limícolas). El motivo principal por el que los machos adoptan aspecto y conducta femeninos es el de calmar la agresividad de otros machos. Esta motivación aparece en casi todos los grupos animales y es frecuente en los mamíferos. Los machos derrotados o inferiores en la jerarquía adoptan posturas femeninas con un significado de sumisión.

Por ejemplo, en ciertos escarabajos estafilínidos, los machos más débiles producen aromas femeninos para evitar ataques de los más fuertes. Cardiocondyla obscurior es una astuta hormiga que vive en zonas tropicales. La doctora Sylvia Cremer y sus colaboradores de la Universidad de Regensburger han comprobado que los machos alados de esta especie se hacen pasar por hembras para evitar combates agresivos con otro tipo de machos, sin alas pero dotados de mandíbulas especialmente poderosas. La estrategia de los machos débiles consiste en emanar un irresistible perfume femenino que les hace creer a otros machos que se encuentran ante una hembra virgen. Este truco es tan eficaz que los machos engañados montan a las hormigas travestis. Los investigadores han comprobado que, al final, las hormigas travestis sin duda salen ganando, ya que consiguen copular con el mismo número de hembras que los demás machos, sin tener que jugarse la vida en agresivos combates a muerte.

Lo más común es que los machos más débiles consigan fecundar a menos hembras que los fuertes, pero si son espabilados y astutos también pueden triunfar en bastantes ocasiones. En varias familias de peces (góbidos, cíclidos, etc) los machos fuertes logran conquistar territorios a los que las hembras acuden para que sus huevos sean fecundados por estos individuos con buenos genes. Pero algunos machos que no han ganado su territorio adquieren entonces la coloración y la forma de nadar de las hembras, con lo que es permitida su entrada en el territorio del macho dominante. Depositan su esperma cerca de las hembras allí concentradas y escapan pronto, antes de que el dominante se dé cuenta del vil engaño. Otro caso curioso es el del pulpo Abdopus aculeatus, de Indonesia, que presenta tres categorías de machos. La primera es la de los más grandes, llamados guardianes, que se mantienen cerca de su pareja y la siguen mientras avanzan. Cualquier intruso es tratado severamente, hasta el punto en que en algunos casos se usa la estrangulación. Un segundo grupo de machos optan por un acercamiento más itinerante, viajando y cortejando a las hembras cuando las encuentran. Tal y como hacen los guardianes, ellos utilizan su cuerpo rayado para mostrar su virilidad. Los machos más débiles, que son llamados furtivos, se disfrazan de hembras, por temor al latigazo de los tentáculos de sus competidores. Cambian los dibujos de su cuerpo y nadan de manera más femenina, lo que les permite moverse sin ser descubiertos.

 Un tercer motivo para ser un travesti es reducir las posibilidades de reproducción de otros machos. Algunos machos en ciertas especies de tritones impiden las cópulas de otros. Un macho puede imitar el comportamiento de una hembra, induciendo a otro a desperdiciar su espermatóforo (paquete de esperma). En cuanto el macho engañado deposite su espermatóforo, dejará de representar una competencia para el imitador.

La costumbre de los machos de algunos grupos, como ortópteros y moscas escorpión, de ofrecer regalos alimenticios a las hembras, propicia la aparición de un travestismo de rapiña. Randy Thornhill, de la Universidad de Nuevo México, en el curso de una investigación de seis años sobre el cortejo de las moscas escorpión, descubrió machos imitando a las hembras. En principio, Thornhill había observado a la Hylobittacus apicalis con la esperanza de comprender sus criterios para seleccionar a una pareja. Como era de esperar, la hembra prefiere a los machos que les hacen grandes ofertas de comida. Ésta guarda los genitales fuera de su alcance mientras valora el obsequio. Si le parece muy pequeño o poco nutritivo, se va volando antes de copular o sólo copula un corto rato. Pero las hembras no son las únicas que comen. Un macho hambriento que se encuentra con otro que está exponiendo su presa imita la conducta femenina a fin de conseguir una comida rápida y fácilmente. Para fingir, baja las alas, menea el abdomen del modo característico de una hembra y retrae los genitales. A veces, no se come la comida, sino que va a ofrecérsela a una hembra. A pesar de que todos los machos de esta especie tienen la habilidad de volverse travestis, su conducta depende de la situación. Si un macho es el primero en descubrir un bicho tentador, se lo comerá. No obstante, si primero encuentra a otro macho con presa (o a una pareja copulando y con presa), intentará llevársela.

 Una quinta modalidad de travestismo es puramente una estrategia de supervivencia. Los machos de la culebra rayada de Norteamérica emiten los olores típicos de las hembras al final de la etapa de hibernación, para que otros machos se enreden con ellos, formando un gran amasijo que reduce la pérdida de calor y facilita la entrada en actividad. Estos machos adoptan la actitud tolerante del conductor de la lancha del final de “Con faldas y a lo loco". Al fin y al cabo, como dice él, “nadie es perfecto”.
 
Hace pocos días, investigadores de la universidad de Frankfurt han publicado resultados que sugieren que adoptar un comportamiento homosexual incrementa el éxito de los machos del pez Poecilia mexicana con las hembras. Las hembras valoran esta actividad sexual como un indicativo de fortaleza y buena salud, y prefieren a los machos que realizan mucho el acto sexual, sin importar mucho con qué sexo se realice, a aquellos que lo realizan poco.
 
Como vemos, la selección natural ofrece complejos caminos para favorecer la aparición de conductas en apariencia poco adaptativas. Incluso la homosexualidad estricta puede tener ventajas en ciertos contextos, sobre todo en organismos que manifiesten un comportamiento cooperador y flexible, como el caso de los humanos.

(Versión actualizada de un artículo publicado en mi página "Fieras, alimañas y sabandijas").

martes, 12 de abril de 2011

Curiosidades ópticas de los organismos

Trichomanes elegans

Helechos iridiscentes


Flores fluorescentes


Escarabajos joya y cristales fotónicos

                                                                      Cetonia aurata
Pompas de jabón y alas de insectos


                                                                 Xylocopa violacea

Plumas fósiles tornasoladas


domingo, 19 de septiembre de 2010

Ojos de animales

Camarón mantis
Pez abisal (Winteria telescopa)


Pez abisal (Dolichopteryx longipes)

Peces abisales (Argyropelecus sp.)


Cada animal construye su propio universo visual con los ojos que posee. Algunos de esos mundos nos resultarían familiares, pero otros nos dejarían completamente desconcertados.

El mundo para los protozoos y gusanos primitivos es una simple gradación de luces y sombras. Sus rudimentarios ojos tienen la función de distinguir la presencia y la dirección de la luz para guiar su movimiento (están estrechamente ligados a las estructuras propulsoras). Para una rana, por ejemplo, el mundo se divide en cosas quietas y cosas en movimiento: una sombra grande en movimiento es un depredador y una sombra pequeña en movimiento es una presa. Una rana puede morir de hambre rodeada de moscas quietas. Para un insecto con ojos compuestos, el mundo puede ser una multiplicación mareante de imágenes que se suceden a toda velocidad, lo que permite ver con nitidez objetos en movimiento rápido. Las aves ven un mundo mucho más rico y extraño que el nuestro: perciben pequeños detalles a gran distancia, y sobre todo, son capaces de detectar una gama de frecuencias de las ondas luminosas más ancha que nosotros. La mayoría de los mamíferos tienen dos tipos de receptores para el color, aunque los primates poseemos una visión de los colores más refinada, ya que tenemos tres tipos de receptores. Las aves tienen cuatro tipos de receptores. Por ello, pueden adentrarse en el reino desconocido del ultravioleta. Probablemente perciben las ondas ultravioletas como un nuevo color, que ni siquiera podemos imaginar.

Los ojos son estructuras muy variadas en el mundo animal. Todos comparten una célula fotorreceptora, con un pigmento sensible a los fotones (en todos los animales es la proteína opsina, que encierra en su interior el retinal, un derivado de la vitamina A, que traduce la señal lumínica a otra eléctrica); y una célula pigmentaria, que protege a la anterior de un exceso de luz y permite establecer la dirección de la radiación. Las células receptoras de nuestros ojos son tan sensibles que a veces pueden disparar una respuesta nerviosa hacia el cerebro al recibir un solo fotón. Las células fotorreceptoras aumentan su superficie para detectar luces débiles por medio de invaginaciones ciliares o microvellosidades. Las células receptoras y pigmentarias se han ensamblado en dos patrones básicos: el ojo de cámara (como el de los vertebrados) y los ojos compuestos, que aparecen en muchos artrópodos y en algunos bivalvos. En base a estos patrones genéricos, se ha generado una diversidad estructural impresionante: hay desde simples manchas oculares hasta ojos de cámara con cristalino transparente para ajustar la distancia focal, con espejos, con córneas y otras lentes de enfoque. También hay ojos compuestos con cristalino o espejos coordinados. Muchos ojos pueden ajustar la cantidad de luz que reciben por medio de un diafragma anular y contráctil similar al de las cámaras fotográficas: el iris.

Los ojos de algunos animales les permiten percibir la luz polarizada (formada por fotones cuyos campos eléctricos están todos alineados en la misma dirección). Las abejas usan la luz polarizada del sol para orientarse y algunos calamares de las profundidades la usan para detectar a sus presas gelatinosas, cuyos cuerpos son virtualmente transparentes en el agua. Recientemente se han encontrado animales con un aparato de visión único: los camarones mantis o galeras. Además de ver más colores que nosotros (sus ojos usan 16 pigmentos frente a los 3 nuestros), ver el infrarrojo y el ultravioleta o poseer visión estereoscópica con un sólo ojo, pueden distinguir la luz polarizada circularmente. En la luz ordinaria los campos eléctrico y magnético oscilan en todas las direcciones del espacio que son perpendiculares a la trayectoria. En la luz polarizada linealmente la oscilación se da en un solo plano, mientras que en la luz polarizada circularmente la oscilación gira helicoidalmente a lo largo de la trayectoria, o bien a derechas, o bien a izquierdas. No se conoce a ningún otro animal capaz de distinguir este tipo de luz. Las galeras pueden asociar una recompensa de comida a la luz polarizada circularmente a izquierdas cuando son condicionadas. Pero, al parecer, en el medio natural este tipo de visión está relacionado más bien con el sexo, ya que los machos reflejan con parte de su cutícula luz polarizada circularmente. Las áreas que reflejan luz de este modo son usadas por los machos frecuentemente para los rituales de apareamiento. Éste sería un canal de comunicación secreto, indetectable para los depredadores.

Recientemente se ha anunciado el hallazgo de un ojo muy extraño, tan extraño que es único entre los animales. En la mayoría de los ojos, una lente convergente enfoca la imagen en la retina, pero en un pez abisal, Dolichopteryx longipes, un espejo curvo en el fondo del ojo enfoca la luz hacia una retina lateral. Éste es el principio por el que funcionan los grandes telescopios reflectores, con espejos, de la actualidad, en contraste con los primitivos telescopios refractores, con lentes. Este tipo de ojo proporciona un mejor contraste y supone una ventaja en el oscuro medio en que vive este pez, sólo alumbrado por fogonazos fosforescentes.

Pero los peces abisales, que viven en un entorno donde las luces son muy tenues, han desarrollado otro tipo de ojos muy extraños. Podéis conocerlos en esta entrada del blog de Juan Ignacio Pérez: Ojos tubulares.

Antiguamente, esta diversidad desconcertaba a los biólogos, que suponían que los ojos se habían originado hasta 65 veces independientemente en los distintos grupos animales. Por ejemplo, entre los bivalvos hay ojos con una sola lente o cristalino, ojos con espejo (como los de la almeja del peregrino) e incluso ojos compuestos. Pero últimamente se están acumulando muchas pruebas de que los ojos de todos los animales proceden de un ojo primordial, compuesto por una célula fotorreceptora y una célula pigmentaria. Los platelmintos o gusanos planos presentan todavía un ojo así de simple. La red genética controladora de la formación de ojos es muy similar en una mosca del vinagre y en humanos, a pesar de que el ojo compuesto de una mosca es radicalmente distinto del nuestro. Todos los animales comparten una serie de genes maestros que inducen la formación de los elementos básicos de un ojo. La evolución de los ojos, a lo largo de más de 500 millones de años, ha consistido en el perfeccionamiento y en cambios en la disposición de los componentes fundamentales, así como en el desarrollo de estructuras de enfoque o reflexión. Por cierto, la gran explosión de diversidad animal del Cámbrico estuvo motivada en gran parte por la aparición de una nueva conducta ecológica, la depredación. Esto se traduce también en un perfeccionamiento y diversificación súbita de los tipos de ojos. Otra prueba en favor de que el ojo se originó en un solo linaje a lo largo de la evolución animal es la universalidad de los pigmentos. Además, incluso el ojo simple de los platelmintos es ya lo suficientemente complicado como para hacer improbable su aparición en otro linaje.

Otros elementos del ojo se han originado independientemente en el curso de la evolución animal: el cristalino está formado por distintas proteínas transparentes en los diferentes grupos, y puede estar formado por células muertas (es el caso de los humanos) o consistir en una matriz acelular de proteínas transparentes. El ojo de cámara, por ejemplo, es distinto en moluscos cefalópodos, como el pulpo, donde está muy perfeccionado, y en vertebrados. El de los cefalópodos gana al nuestro en algunos aspectos: las células fotorreceptoras de la retina están situadas por delante de las capas nerviosas y con las moléculas fotorreceptoras dirigidas hacia adelante, todo lo contrario de lo que ocurre en vertebrados. Debido a ello nosotros tenemos un punto ciego (donde el nervio óptico se conecta al ojo) y es fácil que nuestra retina se desprenda. Los tipos de células fotorreceptoras también varían mucho en las distintas estirpes.

Los grandes hitos en la evolución de la detección e interpretación de la luz han sido los siguientes. Lo primero fue la creación de pigmentos fotosensibles que sirvieran para orientar a los organismos hacia lugares con condiciones óptimas. Estos aparecieron casi al tiempo que los organismos más simples, bacterias y arqueas. En algunas algas y protozoos aparecieron ya orgánulos subcelulares oculares hace quizá unos 1.500 millones de años. Los ojos simples aparecieron en los cnidarios hace 700 millones de años, quizá por mediación de fenómenos como la endosimbiosis con otros organismos o la transferencia horizontal de genes (este paso es muy complicado para que se produzca por una o varias mutaciones puntuales). Todos los animales de simetría bilateral comparten un ojo con características básicas universales, por lo que éste aparecería por primera vez en el antecesor común de todos ellos, un acelo, un gusano muy simple. Éste ya poseía hace unos 600 millones de años la proteína Pax6, que es un regulador maestro de las primeras etapas de la formación de los ojos. A partir de ahí se desarrollaron vertiginosamente multitud de innovaciones y perfeccionamientos en los ojos, tanto en su óptica como en su hardware y software.

Introducimos estos términos informáticos porque los ojos evolucionados se parecen más a una cámara digital que a una tradicional. Las capas de células nerviosas de la retina constituyen un potente sistema de filtrado y reelaboración de la información antes de transmitirla al cerebro a través del nervio óptico. Las imágenes son manipuladas por varias redes neuronales de funcionamiento similar al de los programas de retoque fotográfico, que aumentan el contraste, establecen las líneas de los contornos, completan los huecos, crean colores (como el amarillo), rechazan datos innecesarios, etc.

miércoles, 8 de septiembre de 2010

Uno de los animales más raros que existen


Heterocephalus glaber, la rata topo desnuda (o ratón cavador lampiño o ratopín rasurado) de Africa centro-oriental (Etiopía, Kenya y Somalia), es uno de los animales más extravagantes, raros y feos que pueden imaginarse.

Estos animales habitan en galerías a unos 2 metros bajo tierra, en zonas donde existen condiciones extremas de falta de alimentos. La concentración de oxígeno baja a veces en las galerías hasta extremos peligrosos. Son animales desgarbados, casi sin pelo, con una larga cabeza y grandes incisvos para excavar en busca de tubérculos. Sus ojos son pequeños y poco funcionales.

Heterocephalus glaber es el único mamífero eusocial conocido, es decir, que posee una rata reina especializada en la reproducción de la colonia estéril, como ocurre con algunos insectos sociales como las hormigas, termitas y abejas.

"Hormigueros" de roedores

La reina es la única hembra en la colonia que se reproduce y amamanta a las crías, aunque todos colaboran en la alimentación de las crías destetadas. La hembra reproductora crece de tamaño rápidamente tras la muerte de la anterior reina. No suelen producirse peleas entre las hembras por la sucesión, ya que existía una jerarquía previa. La reina dispone de vértebras especializadas que la hacen más larga que el resto de las hembras. La parte inferior de la espina dorsal se alarga tras su primer o segundo embarazo hasta alcanzar un tercio más de longitud que la de las demás. La camada de una reina consta de entre 3 y 12 crías, aunque es capaz de albergar hasta 27 fetos. En una colonia normal, entre uno y tres machos se aparean con la reina mientras el resto de individuos (que oscilan entre 20 y 300, tanto machos como hembras) adquieren la función de trabajadores que cavan túneles y buscan comida, de sirvientes que atienden a la reina y a su progenie y de soldados que defienden los túneles de agresiones de serpientes, zorros, águilas y búhos.

La reina es una tirana que recorre el sistema de galerías comunal espoleando a los perezosos e inhibe la capacidad reproductora de otras hembras por medio de sustancias químicas que emite con su orina. Cuando está próxima a parir, segrega sustancias que hacen que a los machos les crezcan las tetillas y que las hembras se acerquen a las condiciones de procrear, como si todos tuvieran que prepararse para cuidar a las crías.

Se postuló que el peculiar modo de determinación del sexo en abejas y hormigas (los machos nacen de huevos no fecundados y las hembras de huevos fecundados) era muy influyente para que una especie se hiciera social hasta estos extremos. Pero los ejemplos de los ratones cavadores lampiños y las termitas restan importancia a este condicionante, ya que estos animales presentan determinación del sexo basada en la presencia de cromosomas diferenciadores (como en el caso de los humanos).

Lo que sí está claro es que, para que se establezca un sistema tan altruista, es necesario que los individuos de la colonia estén muy estrechamente emparentados. Los hermanos de una familia en la que no haya apareamiento con parientes próximos comparten el 50% de sus genes, pero los hermanos de una colonia de ratones cavadores lampiños suelen compartir hasta el 80 %.

Factores de tipo ambiental son también importantes para explicar la sociedad de estos roedores. El medio en que viven es muy inhóspito, el alimento está disperso y el sustrato es muy duro para cavar. Individuos aislados tendrían pocas posibilidades de sobrevivir. En estas condiciones, es ventajoso compartir tareas y sacrificar la capacidad de reproducción para asegurar la supervivencia de los parientes próximos.

Sangre fría

La temperatura corporal de esta rata topo se mantiene constante, a 30ºC. Para ser un mamífero, se trata de una temperatura corporal extraordinariamente baja; lo que ocurre es que no es en absoluto baja si pensamos que la fuente de calor que la mantiene no es, como en el resto de homeotermos, la actividad metabólica del individuo, sino el calor ambiental de las galerías. Así pues, es un animal ectotermo, pues su fuente de calor es externa, el ambiente, pero es homeotermo porque la temperatura corporal se mantiene constante.

No obstante, en África subsahariana viven otras siete ratas topo y todas ellas regulan su temperatura corporal basándose en la producción endógena de calor. Así pues, no parece que vivir bajo el suelo de las praderas africanas sea suficiente razón para explicar este extraño comportamiento térmico.

Por otro lado, hay otras diferencias entre esas especies de ratas topo, que tienen que ver con la disponibilidad de recursos. Ocurre que las colonias son de mayor tamaño cuanto menor es la disponibilidad de recursos alimenticios, y bajo esas condiciones también es mayor la cooperación entre los miembros. Las ratas topo lampiñas viven en zonas muy pobres. Los suelos en los que excavan son muy áridos y las plantas que viven en esos parajes tienen tubérculos grandes, pero esos tubérculos se hallan muy dispersos.

La rata topo lampiña ha desarrollado un comportamiento y una fisiología que le permiten adaptarse a unas condiciones ambientales extremas. Dado que encontrar un tubérculo es muy difícil, el riesgo de morir de hambre sería muy alto si cada individuo se dedicase a buscar el alimento por su cuenta. Por ello, dado que comparten el alimento que encuentran, la mejor estrategia consiste en formar colonias grandes, puesto que esa es la manera de asegurar, a todos los individuos de la colonia, un suministro de alimento regular, aunque no sea mucho.

Por otra parte, la única forma de que haya numerosos individuos en la colonia es que sean de pequeño tamaño, puesto que no puede ser que muchos sean, además, grandes. Eso, no obstante, tiene el problema de que los animales pequeños tienen una tasa metabólica más alta que los animales grandes, por lo que quizás la ectotermia y la baja temperatura corporal constituyen una adaptación para compensar el mayor gasto metabólico que se deriva del pequeño tamaño de los individuos. En este caso, el tamaño es una espada de doble filo: por un lado, pueden ser numerosos porque son pequeños y eso ayuda a encontrar los tubérculos escasos, pero por el otro, corren el riesgo de gastar en exceso, también por ser pequeños. Así pues, como no pueden renunciar a ser pequeños, a lo que renuncian es a la endotermia, con el importante ahorro energético que ello supone, y eso sí se lo pueden permitir por vivir en un medio térmicamente muy estable y a una temperatura ambiental relativamente alta.

Casi inmortales

Viven muchos años, bastantes más que otros roedores, puesto que, en promedio, alcanzan los 30 años de vida. El hecho de vivir bajo tierra, protegidos de depredadores, se asocia en los animales a una longevidad alta, pero incluso así estos roedores son muy longevos. Y junto a esto, el ratopín rasurado es, al parecer, el único mamífero que no padece cánceres. Esto es muy extraño, porque 30 años es un plazo de tiempo más que suficiente para desarrollar un tumor.

Se desconoce la razón de ese hecho pero, como es normal, ha despertado el interés de los investigadores, puesto que esta especie puede ofrecer claves para encontrar algún mecanismo que sirva para combatir la enfermedad. Hasta hora, los modelos animales más utilizados en estudios sobre cáncer han sido la rata de laboratorio y el ser humano. La rata de laboratorio es una animal pequeño y de corta vida; los seres humanos somos grandes y de larga vida. Pero la rata topo lampiña es pequeña y de larga vida, y puede que en esa combinación esté la clave de la ausencia de tumores cancerosos en esta especie.

Este roedor puede convertirse pronto en uno de los animales más útiles para la medicina. Científicos de la Universidad de Illinois han descubierto que su cerebro empieza a presentar lesiones tras periodos de hipoxia, es decir, de carencia de oxígeno, superiores a los demás mamíferos conocidos. El estudio de esta habilidad puede ser muy interesante para las investigaciones sobre del daño cerebral,

Pero es que además, en un trabajo publicado en PLos Biology, Thomas J. Park y colaboradores demuestran que a pesar de ser muy sensibles al tacto son tolerantes al dolor.

La investigación demuestra que la piel de estos animales no posee Sustancia P, la cual es un neuropéptido presente en la inervación sensorial periférica involucrado en la trasmisión de impulsos dolorosos desde la periferia hasta el sistema nervioso central. En el estudio, los investigadores inyectaron en las patas de las ratas-topos desnudas dos potentes inductores de dolor, ácido y capsaicina, demostrando que los animales no presentaron signos de dolor a esta sustancias.

Concluyen que “la biología del dolor en las ratas-topo desnudas es única entre los animales, y el conocimiento de sus mecanismos puede proveer importantes hallazgos sobre la percepción del dolor “normal” de los mamíferos”. ¿Por qué estos roedores no sienten dolor? ¿Tiene esto algo que ver con su estructura social, en la que un individuo aislado no cuenta mucho y no debe "importar" mucho lo que le pase?

Si este animalucho resulta tener las claves de la longevidad, el cáncer y la lucha contra el dolor, sin duda lo percibiremos como bonito.


Nota: para la elaboración de esta entrada he usado ampliamente partes de otra de Juan Ignacio Pérez: "El mamífero más extraño del mundo", de su excelente blog Animaladas, dedicado a la fisiología de los animales.

miércoles, 14 de julio de 2010

Las ruedas de los animales



Una mulefa


Richard Dawkins, el autor de "El gen egoísta", escribió en 1.996 su artículo "¿Y por qué no tienen ruedas los animales?". En el decía:

" La rueda es un arquetípico y proverbial invento humano. No solo viajamos sobre ruedas; son las ruedas (perdónenme) las que hacen que el mundo gire. Desmonte cualquier máquina de una complejidad mayor a la rudimentaria, y encontrará ruedas. Las hélices de los barcos y los aviones, taladros, tornos -nuestra tecnología funciona sobre ruedas y se paralizaría sin ellas...

...En cuanto los humanos tienen una buena idea, los zoólogos se han acostumbrado a encontrar las mismas ideas anticipadas en el reino animal. ¿Por qué la rueda no?

Los murciélagos y los delfines han perfeccionado sofisticados sistemas de localización por eco millones de años antes de que los ingenieros humanos nos dieran el sónar y el rádar. Las serpientes tienen detectores de calor por infrarrojos para detectar a las presas, precediendo al misil Sidewinder. Dos grupos de peces, uno en el Nuevo Mundo y otro en el Viejo, han desarrollado independientemente la batería eléctrica, en algunos casos asestando corrientes suficientemente fuertes para aturdir a un hombre, en otros casos utilizando los campos eléctricos para navegar a través de aguas turbias. Los calamares tienen propulsión a chorro, permitiéndoles subir a la superficie a 70 km/h y disparar a través del aire. Los grillos moteados tienen el megáfono, excavando una trompa doble en el suelo para amplificar su ya asombrosamente ruidosa canción. Los castores tienen la presa, inundando un lago privado para tener su propio conducto seguro a través del agua.

Los hongos desarrollaron los antibióticos (por supuesto, de ahí obtenemos la penicilina). Millones de años antes de nuestra revolución agraria, las hormigas plantaban, escardaban y abonaban jardines de hongos. Otras hormigas cuidaban y ordeñaban su propio ganado de pulgones. La evolución darwiniana ha perfeccionado la aguja hipodérmica (el aguijón de las avispas), la bomba de válvulas (corazón), el arpón (dardo letal del caracol), la caña de pescar (pez pescador), la pistola de agua (el pez arquero asesta chorros de agua para hacer caer a los insectos de los árboles), las lentes de enfoque automático, el fotómetro, el termostato, la bisagra, el reloj y el calendario. ¿Por qué la rueda no?

Hoy en día, es posible que la rueda nos parezca maravillosa solo en contraste con nuestras indistinguibles piernas. Antes de que tuviéramos motores propulsados por combustible (energía solar fosilizada), éramos superados fácilmente por las patas de los animales. No es de extrañar que Ricardo III ofreciera su reino por un transporte de cuatro patas. También demostramos nuestra inferioridad contra otros corredores de dos patas, como las avestruces o los canguros.

Quizá la mayoría de los animales no se beneficiaría de las ruedas porque pueden correr muy rápidamente con patas. Después de todo, hasta hace muy poco, todos nuestros vehículos eran tirados por la fuerza de las patas...

... Hay otra manera en la que nos arriesgamos al sobrevalorar la rueda. La rueda depende, para una eficiencia máxima, de un invento anterior: la carretera, u otra superficie dura y lisa. Un motor potente permite a un vehículo batir a un caballo o un perro o un guepardo en una carretera plana y dura o en lisos raíles de hierro. Pero haga la carrera en el bosque salvaje o en un campo arado, quizá con cercas y zanjas de por medio, y será una derrota: el caballo dejará al coche dando botes y probablemente volcando. Teniendo en cuenta la relación de tamaño, una araña corredora es con toda seguridad más rápida que cualquier vehículo con ruedas.

Bueno, entonces a lo mejor deberíamos cambiar nuestra pregunta. ¿Por qué no han desarrollado los animales la carretera? No hay una gran dificultad técnica. La carretera deber ser un juego de niños comparado con el embalse de un castor o el adornado jardín de un pájaro jardinero. Hay algunas avispas excavadoras que prensan el suelo con una herramienta de piedra. Según cabe presumir, estas habilidades pueden ser utilizadas por animales mayores para apisonar una carretera.

Ahora llegamos a un problema inesperado. Incluso si la construcción de carreteras es técnicamente factible, es una actividad peligrosamente altruista. Si yo, como individuo, construyo una buena carretera desde A hasta B, usted podría beneficiarse de ella tanto como yo. ¿Por qué debería importar esto? Esto muestra uno de los aspectos más tormentosos y sorprendentes de todo el darwinismo, el aspecto que inspiró mi primer libro, El Gen Egoísta. El darwinismo es un juego egoísta. Construir una carretera que podría ayudar a otros será penalizado por la selección natural. Un individuo rival se beneficia de mi carretera, pero él no paga el coste de construirla.

La selección darwiniana favorecerá la construcción de carreteras sólo si el constructor se beneficia de la carretera más que sus rivales. Los parásitos egoístas, que usan tu carretera y no se molestan en construír la suya propia, serán libres de concentrar sus energías en reproducirse más que usted. A menos que se tomen medidas especiales, la tendencia genética hacia una explotación perezosa y egoísta florecerá a expensas de la industriosa construcción de carreteras. El resultado será que no se construirá ninguna carretera. Con el beneficio de la previsión, nosotros podemos ver que todo el mundo se beneficiará. Sin embargo, la selección natural, a diferencia de los humanos con nuestro gran cerebro recientemente desarrollado, no tiene previsión.

¿Qué tenemos de especial los humanos, que hemos conseguido superar nuestros instintos antisociales y hemos construido carreteras que todos podemos compartir? Tenemos gobiernos, impuestos, trabajos públicos a los que todos nos suscribimos, queramos o no. El hombre que escriba "Señor, es usted muy amable, pero creo que prefiriría no unirme a su esquema de impuestos sobre la renta" podemos estar seguros que tendrá noticias de Hacienda. Desafortunadamente, ninguna otra especie ha inventado el impuesto. Sin embargo, han inventado la valla (virtual). Un individuo puede asegurarse el beneficio exclusivo de un recurso si lo defiende activamente contra los rivales.

Muchas especies de animales son territoriales, no sólo las aves y los mamíferos, sino también los peces y los insectos. Defienden un área contra rivales de la misma especie, a menudo para asegurar una zona privada de alimento, o una pérgola de cortejo o zona de nidaje. Un animal con un territorio grande se podría beneficiar construyendo una red de buenas carreteras planas a través del territorio del que los rivales son excluídos.

Esto no es imposible, pero tales carreteras animales serían demasiado locales para los viajes de larga distancia y alta velocidad. Las carreteras de cualquier tipo estarían limitadas al pequeño área que un individuo puede defender contra los rivales genéticos. No es un comienzo favorable para la evolución de la rueda.

Ahora debo mencionar que existe una reveladora excepción en mi premisa. Algunas criaturas pequeñas han desarrollado la rueda en el sentido más amplio de la palabra. Uno de los primeros dispositivos de locomoción desarrollados puede haber sido la rueda, dado que durante la mayor parte de sus primeros 2.000 millones de años, la vida no consistió en otra cosa que en bacterias, pero incluso nuestras células bacterianas personales superan en mucho a nuestras "propias" células.

Muchas bacterias siguen utilizando hélices espirales con forma de rosca, cada una manejada por su propio eje en continua rotación. Se solía pensar que estos "flagelos" se agitaban como las colas, dando la apariencia de una rotación espiral, resultado de un movimiento ondulatorio a lo largo del flagelo, como el meneo de una serpiente. La verdad es mucho más notable. El flagelo bacteriano está unido a un eje manejado por un pequeño motor molecular, y rota libre e indefinidamente en un agujero de la pared celular.

El hecho de que sólo las criaturas muy pequeñas hayan desarrollado la rueda sugiere la que puede ser la razón más plausible por la que las criaturas mayores no lo han hecho. Es una razón algo mundana y práctica, pero de ninguna manera es la menos importante. Una criatura grande necesitaría grandes ruedas, que, a diferencia de las ruedas hechas por el hombre, tendrían que crecer in situ en vez de ser construidas separadamente a partir de materiales muertos y luego montadas. Para un organismo viviente de gran tamaño, el crecimiento in situ demanda sangre o su equivalente. El problema de suministrar vasos sanguíneos a un órgano en rotación libre, sin mencionar los nervios, y evitando que se líen nudos entre ellos, es demasiado gráfico para que necesite mayor explicación.

Los ingenieros humanos podrían sugerir que se hicieran conductos concéntricos para llevar sangre desde el centro del eje hasta el centro de la rueda. Pero ¿cómo habrían sido las partes intermedias en la evolución? Las mejoras de la evolución son como escalar una montaña (Montaña Improbable). No se puede saltar desde la base de un acantilado hasta la cumbre de un salto. El cambio súbito y precipitado es una opción para los ingenieros, pero en la naturaleza salvaje, la cima de la Montaña Improbable puede alcanzarse sólo si se puede encontrar una rampa gradual hacia arriba desde un punto de inicio dado.

La rueda puede ser uno de esos casos en los que la solución tecnológica puede verse a simple vista, pero ser inalcanzable con la evolución porque yace al otro lado de un valle profundo que atraviesa el macizo de la Montaña Improbable."

Se le podría recordar a Dawkins, sin embargo, que algunos animales han aprovechado las virtudes de la rueda convirtiéndose ellos mismos en ruedas. La polilla Pleurotia ruralis es muy común, pero sólo recientemente se ha descubierto que cuando es perturbada se enrolla con sus pequeñas patas hacia adentro, formando una rueda perfecta que rueda pendiente abajo con sorprendente facilidad. Aún más mérito tiene la salamandra delgada de California, que vive en las laderas escarpadas de Sierra Nevada. Sus patas se extienden a los lados y posee huesos que pueden fracturarse. Pero este anfibio escapa de sus enemigos flexionando increíblemente su cuerpo, arrollando su cola en espiral a un lado y pegando mucho al cuerpo sus patas. Sobrevive a vertiginosos descensos dando botes entre las rocas gracias a su piel lisa y elástica como la goma.

En su descomunal tocho del año 2.004, "El cuento del antepasado" (una lectura muy atrayente, ya que es una historia de la evolución contada de un modo muy peculiar: los diferentes grupos de organismos vivos emprenden una peregrinación hacia el pasado, hacia sus orígenes evolutivos, encontrándose con nosotros en diferentes puntos del camino, donde relatan sus historias), Dawkins repite los párrafos anteriores pero introduce una sugerente novedad. Resulta que el escritor de libros fantásticos Philip Pullman, autor de la fascinante trilogía "La materia oscura", inventa en ella un modo en que los animales adquieren ruedas perfectamente compatible con la selección natural: "Existe un benévolo animal con trompa, la mulefa, que ha evolucionado como simbionte de un árbol gigantesco que da vainas duras y circulares, parecidas a ruedas. La mulefa tiene pies dotados de una espuela dura y pulida que, encajándose en un orificio en el centro de la vaina, la hace funcionar como una rueda. Los árboles sacan partido de la simbiosis porque cuando con el tiempo, como inevitablemente ocurre, una rueda se desgasta y es desechada, la mulefa dispersa las semillas que se hallan dentro de la vaina. Los árboles han evolucionado para poder devolver el favor, ya que producen vainas perfectamente circulares, provistas de un orificio en el centro para el eje de la mulefa, en el que además segregan un aceite lubricante de alta graduación. Las cuatro patas de la mulefa están dispuestas formando un diamante: las dos situadas en sentido longitudinal a lo largo de la línea media del cuerpo se insertan en las ruedas, mientras las otras dos, colocadas una a cada lado a la altura de la mitad del cuerpo, no tienen ruedas y se usan para empujar al animal como si fuese uno de aquellos velocípedos primitivos sin cadena ni pedales. Pullman señala hábilmente que el sistema entero sólo es posible gracias a una característica geológica del mundo en que viven tales criaturas: en la sabana hay largas formaciones basálticas que sirven como carreteras naturales."

miércoles, 21 de abril de 2010

¿Son los cuervos más listos que los primates no humanos?



Hoy he encontrado en BBC Ciencia una noticia muy interesante. Aquí la presento resumida:

Cuervos de Nueva Caledonia, en el Océano Pacífico, les han dado a los científicos una nueva exhibición de su destreza en el uso de herramientas.

Investigadores de la Universidad de Auckland, en Nueva Zelanda, encontraron que estas aves son capaces de usar tres herramientas en serie con el fin de conseguir alimento.

Los cuervos, que utilizan herramientas en la naturaleza, también han mostrado otras habilidades en la resolución de problemas, pero este hallazgo indica que son más innovadores de lo que se pensaba.

El equipo se dirigió a la isla de Nueva Caledonia -ubicada en el sudoeste del Océano Pacífico -, el hogar del Corvus moneduloides, las únicas aves conocidas que crean herramientas en la naturaleza.

El descubrimiento de que estos pájaros cortan las ramas en pedazos más pequeños y las convierten en ganchos, además de rasgar las hojas para utilizarlas como sondas afiladas con el fin de extraer comida de rincones difíciles de llegar, asombró a los científicos quienes previamente habían pensado que la capacidad para crear herramientas era exclusiva de los primates.

Los experimentos demostraron que las aves pueden crear nuevas herramientas a partir de materiales desconocidos para ellas, así como usar una serie de herramientas de manera sucesiva.

Para entender mejor cómo las aves realizan estas tareas, el equipo de la Universidad de Auckland planteó a siete cuervos salvajes -que habían sido capturados temporalmente y colocados en un aviario- un problema complicado.

A las aves se les presentaron algunos alimentos fuera de su alcance.Disponían una herramienta larga, que podría ser utilizada para extraer el alimento, pero que no era fácil de utilizar para los cuervos, pues estaba escondida detrás de los barrotes de una caja.

Igualmente había una herramienta corta, que podría ser empleada para extraer la herramienta larga. Sin embargo, ésta estaba colocada al final de un pedazo suelto de cuerda que, a su vez, estaba atado a la percha del cuervo.

El profesor Russell Gray, de la Universidad de Auckland, explicó: "Era necesario que los cuervos entendieran que necesitaban la herramienta corta colocada sobre el trozo de cuerda para poder obtener la herramienta larga y luego usarla para conseguir el alimento".

Las siete aves fueron divididas en dos grupos. A las aves del primer grupo se les dio la oportunidad de ensayar cada paso individual durante la instalación de la prueba y antes de que se les presentara la tarea completa de múltiples etapas.

"Todo lo que estas aves tenían que hacer era juntar cosas que ya podían hacer en la secuencia correcta", indicó el profesor Gray.Cada una de las tres aves logró resolver el problema de tres etapas en su primer intento.

A un segundo grupo de aves se les presentó una situación menos familiar. Si bien se habían presentado tareas donde los alimentos estaban atados directamente a cuerdas, y las ramas podían ser utilizadas para alcanzar los alimentos, nunca se les había presentado una situación en la que una herramienta estaba vinculada a la cuerda o donde una herramienta era necesaria para obtener una segunda herramienta.

Sin embargo, cuando se les presentó la tarea de múltiples etapas, estas aves también se las arreglaron para alcanzar su alimento.Un pájaro, Sam, pasó 110 segundos inspeccionando el aparato antes de completar cada uno de los pasos sin ningún error. Otra ave, Casper, también completó las tareas en su primer intento, aunque inicialmente la cuerda lo desconcertó.Las otras dos aves resolvieron el problema en el tercer y cuarto intento.

Los investigadores indicaron que los experimentos están ayudando a arrojar luces en torno a cómo los cuervos llevan a cabo estas complicadas tareas.

Según Taylor, mientras el uso o la creación de una sola herramienta podría basarse en simples procesos de aprendizaje, resolver un conjunto de problemas relacionados, sugiere que la base de la innovación de los cuervos es mucho más compleja.



Los cuervos de Nueva Caledonia forman parte de la familia de los córvidos, aves en cuyo grupo se incluyen los cuervos, los grajos, las cornejas, los arrendajos o charas y las urracas.

Los córvidos son más innovadores de lo que se pensaba. A los científicos les ha sorprendido encontrar charas Pecho Rayado que intentan engañar a sus aves compañeras pretendiendo enterrar la comida mientras están siendo observadas, arrendajos que realizan hazañas notables de memoria, y posiblemente incluso el auto reconocimiento en las urracas.

Estudios más recientes también han encontrado que los grajos también son capaces de crear y utilizar herramientas, a pesar de que, a diferencia de los cuervos de Nueva Caledonia, no se les ha visto usarlas en la naturaleza.

Y estas aves también han sorprendido a los científicos con sus habilidades para resolver problemas - más recientemente, se ha demostrado que pueden hacer algo similar a lo que se cuenta en la fábula de Esopo "El cuervo y el cántaro", es decir, que el cuervo arroja piedras dentro de un cántaro para elevar el nivel del agua y así poder agarrar a un gusano que flotaba. Para llegar a esta idea luminosa, incluso nosotros tenemos que cavilar un rato.

Como no soy modesto, recomiendo la lectura de tres artículos míos relacionados:

Las herramientas de los animales, La inteligencia de los pájaros de mal agüero y El sentido del humor en los animales.

miércoles, 14 de abril de 2010

La longevidad de los animales

El Kraken

Bajo los truenos de la superficie,
en las honduras del mar abismal,
el Kraken duerme su antiguo, no invadido sueño sin sueños.
Pálidos reflejos se agitan alrededor
de su oscura forma;
vastas esponjas de milenario crecimiento y altura
se inflan sobre él, y en lo profundo de la luz enfermiza,
pulpos innumerables y enormes baten
con brazos gigantescos
la verdosa inmovilidad,
desde secretas celdas y grutas maravillosas.
Yace ahí desde siglos, y yacerá,
cebándose dormido de inmensos gusanos marinos
hasta que el fuego del Juicio Final caliente el abismo.
Entonces, para ser visto una sola vez por hombres y por ángeles,
rugiendo surgirá y morirá en la superficie.


Alfred Lord Tennyson


El kraken es una criatura monstruosa (mide hasta 2 millas de longitud) de la mitología escandinava, que vive a grandes profundidades y que usualmente es representado como un pulpo o calamar gigante. En los fríos fondos marinos, donde la temperatura se mantiene prácticamente constante (a 4º C) y donde el alimento es adquirido con dificultad, la vida lleva un ritmo despacioso y es posible que existan criaturas muy longevas.
Arctica islandica

Quizá los escandinavos sospecharan de la extraordinaria longevidad de los moluscos al observar a las almejas de la especie Arctica islandica, que vive a poca profundidad en las gélidas aguas del mar del Norte. Ming, un ejemplar recientemente estudiado, al que se le han contado las líneas de crecimiento anuales de la concha, lleva viviendo desde hace unos 410 años (se llama Ming porque en China reinaba esa dinastía cuando el animal empezó a formar su concha). Es el animal más viejo que se conoce. Otras dos almejas de Islandia han llegado a vivir hasta 220 y 374 años. Seguramente, el hecho de poseer un fuerte caparazón que las protege de los depredadores, influye en su longevidad.

Otro animal marino bien protegido frente a predadores, un pequeño erizo de mar de color rojo, puede vivir más de cien años (e incluso llegar a los 200), sin mostrar signos aparentes de envejecimiento. Puede morir por los ataques de los depredadores o por enfermedades específicas. Pero incluso en ese instante, siguen aparentando ser jóvenes. Las evidencias recolectadas sugieren que un erizo de 100 años es tan apto para la reproducción como otro de tan sólo una década de edad. De hecho, los erizos más maduros parecen ser los más prolíficos productores de esperma y huevos. Cuando el erizo se convierte en un adolescente, su crecimiento se hace muy lento. A los 22 años, crecerá sólo una décima de centímetro (de 12 a 12,1 cm) por año. En realidad, nunca dejará de crecer, sólo que lo hace muy lentamente.

Los más grandes que se conocen miden unos 19 cm, de modo que deberían tener más de 200 años. Para confirmar su edad, se mide la presencia de carbono-14 en sus tejidos, un elemento que se ha incorporado a todos los organismos vivos después de las pruebas atómicas atmosféricas realizadas en los años 50.

Algunas tortugas marinas pueden vivir hasta 180 años. Tienen en común con los erizos y almejas el caparazón, así como un metabolismo lento, de sangre fría. En general, a igualdad de tamaño, los animales de sangre fría viven bastante más que los de sangre caliente. Un sapo común puede vivir 30 años, mientras que las ratas muy raramente llegan a los 5. La vida es como un fuego. Billones y billones de diminutas hogueras arden en el interior de nuestras mitocondrias, los orgánulos celulares donde tiene lugar la respiración. La respiración es una combustión: las sustancias orgánicas, ricas en carbono, arden en presencia de oxígeno. Esta reacción es muy energética y ocasiona daños en las estructuras celulares cercanas. Existen mecanismos de reparación, pero no son eficaces al 100%, y con el tiempo, se van acumulando más y más daños generalizados por todo el organismo. Los animales que tienen un alto metabolismo, los que arden rápido, vivirán menos que los que metabolizan más lentamente, los que arden despacio.

Esto se refleja también, con una asombrosa exactitud, en las relaciones que existen entre longevidad y tamaño de los animales, ritmo cardiaco y ritmo respiratorio. En los animales pequeños (y en los bebés humanos) el corazón late desbocadamente. Una musaraña o un ratón pueden morir simplemente de la impresión al ser cogidos (el corazón de la musaraña late en reposo del orden de 600 veces por minuto). En el intervalo entre el ratón y el elefante en los mamíferos, la duración de un latido cardiaco aumenta a una velocidad de entre un cuarto y un tercio de la velocidad a la que aumenta el peso corporal. Esta relación se ha visto respaldada por un estudio sobre la proporción del ritmo cardiaco entre las arañas. Mediante un láser frío, se iluminaron los corazones de arañas en reposo y se trazó una curva desde las pequeñas arañas cangrejo a las grandes tarántulas. La escala resultó regular con un incremento del ritmo cardiaco de 4/10 de la velocidad de incremento del peso corporal.

Los animales pequeños tienen tasas metabólicas altas (la musaraña muere de hambre tras pasar unas pocas horas sin comer) y viven pocos años. Su fuego arde más rápido. La tasa metabólica crece tan sólo a tres cuartas partes de la velocidad con que lo hace el peso corporal en los mamíferos. Esto quiere decir que, para mantenerse en funcionamiento, los grandes mamíferos no necesitan generar tanto calor por unidad de peso corporal como los pequeños (en los animales grandes, la superficie corporal es más reducida en relación al volumen y pierden menos calor por ella). Por otro lado, la duración de la vida en los mamíferos sigue la misma proporción que el ritmo cardiaco o respiratorio: crece a una velocidad de entre un tercio y un cuarto de la velocidad con que crece el peso corporal. Los animales pequeños viven menos que los grandes, pero a un ritmo muy superior. Esto nos lleva a la conclusión sorprendente de que todos los mamíferos viven más o menos lo mismo, en términos del “tiempo biológico”, medido por los latidos del corazón o el ritmo de la respiración celular.

Un ratón consume en tres o cuatro años su vida con su corazón latiendo 450 veces por minuto, mientras que una ballena puede vivir 120 años con su corazón latiendo 20 veces por minuto. Esto se ha confirmado recientemente, pues se ha encontrado un arpón fechado en 1.880 en una ballena muerta en 2.010. Otros estudios moleculares sugieren que algunas ballenas podrían llegar a vivir 150 años. Dado nuestro tamaño, estaría escrito cuánto viviremos.

Pero intervienen otros muchos factores, sobre todo de índole ecológica. Se sabía que los animales voladores, como la mayoría de las aves y los murciélagos, viven más de lo que les correspondería por su tamaño. Los murciélagos viven unos 40 años y muchos cuervos y loros viven hasta 60 años. Se sospechaba que eso tenía que ver con la menor exposición a los depredadores y a agentes patógenos que tienen las criaturas voladoras en comparación con las terrestres. Ahora, esta hipótesis ha sido respaldada por un estudio que ha encontrado que la vida en los árboles aumenta la longevidad. La libertad da vida: cuantos más grados de libertad estén disponibles para un organismo, más vivirá. Una de las predicciones de la teoría evolutiva del envejecimiento es que si un individuo consigue reducir su exposición a las fuentes de mortalidad extrínseca, vivirá más tiempo, lo que le traerá más probabilidades de experimentar efectos provocados por mutaciones, y por consiguiente de que tales efectos se enfrenten con mayor incidencia al filtro de la selección natural. El resultado final en una población de individuos de esta clase será que la selección natural potenciará una evolución hacia una mayor longevidad.

Un equipo de científicos de la universidad de Illinois acaba de demostrar que la vida en los árboles también reduce la mortalidad, retrasa el envejecimiento y aumenta la longevidad, tanto en los primates como en otros mamíferos de hábitos arbóreos. Los investigadores Milena Shattuck y Scott Williams analizaron los datos de 776 especies de mamíferos. Y descubrieron que la longevidad de los animales capaces de trepar a los árboles duplica a la de mamíferos terrestres de similar tamaño. Algo que ya adelantaba Charles Darwin, quien escribió acerca de la importancia evolutiva de “poder trepar a las alturas para escapar de los enemigos”.

Aunque los grandes mamíferos tienden a vivir más que los pequeños, cuando se trata de mamíferos arbóreos hay excepciones importantes. El kinkajou o mico león (Potos flavus), por ejemplo, es un pariente cercano del mapache que, a pesar de tener un tamaño muy inferior al tigre (mide sólo entre 42 y 58 centímetros de altura), puede vivir hasta 40 años, mientras el felino raramente supera los 20. El modelo concuerda tanto con los datos de longevidad a gran escala entre todos los mamíferos, como con los recogidos de clases específicas que Williams y Shattuck estudiaron, por ejemplo las ardillas arborícolas en relación con las ardillas terrestres.

Sin embargo, la pareja también descubrió dos grupos de mamíferos que contradicen esa tendencia a la longevidad. Los marsupiales, como los canguros. Y los primates, incluidos los que pasan mucho tiempo en el suelo, como los gorilas y los seres humanos, y sus primos que viven en las ramas. En estos grupos, no hay diferencias significativas de longevidad entre los animales arborícolas y sus primos que viven en los suelos. Los primates, no obstante, tienden en general a tener una vida larga.

"Éstas son las excepciones que demuestran la regla", argumenta Shattuck. "La característica definitoria que parece conectar los dos grupos es una larga historia de antepasados arborícolas." Otros mamíferos comenzaron en el suelo, y algunos grupos aislados evolucionaron hacia un estilo de vida arborícola de forma independiente. Los marsupiales y los primates parece que empezaron en los árboles, y luego se produjo la adaptación de marsupiales y primates terrestres a un estilo de vida más ligado al suelo.

Esta ascendencia arborícola puede explicar parcialmente por qué los humanos tenemos una longevidad mayor que la de otros mamíferos. Aunque en nuestro caso, pueden haber influido otros muchos factores, como la neotenia, la retención de características infantiles en la edad adulta (los seres humanos nacemos tras una gestación extraordinariamente larga, nuestra infancia y adolescencia son más dilatadas que las de cualquier otro primate e incluso en la edad adulta retenemos ciertas características infantiles, entre ellas la curiosidad). También seguramente la inteligencia, la cultura y la técnica, que nos protegen de la depredación y crean entornos estables, confortables y protegidos para nosotros, han sido fuerzas que desde el inicio de la evolución humana han contribuido a nuestra gran longevidad (hasta los 122 años de Jeanne Calment).

Este modelo predice que la esperanza de vida de los animales subterráneos será mayor que la de los que viven en la superficie. En este entorno, están más protegidos de los depredadores, y las fluctuaciones ambientales (de temperatura, humedad, etc.) son menores. Hace falta realizar una investigación rigurosa de diferentes mamíferos cavadores, como topos y similares, pero ya contamos con el ejemplo de la rata topo desnuda (Heterocephalus glaber). En pruebas de laboratorio, se ha informado de que estos roedores que excavan galerías y que tienen una sociedad similar a la de las abejas, viven casi 30 años, convirtiéndolos en los roedores con mayor esperanza de vida.

Rata topo desnuda

Un estudio realizado por investigadores en el Instituto Barshop de Estudios sobre la Longevidad y el Envejecimiento en la Universidad de Texas (Estados Unidos) revela mecanismos en las células de la rata topo desnuda que podrían explicar su increíble longevidad. Comparado con los ratones (que suelen vivir de tres a cuatro años), las ratas topo desnudas mantienen mejor la salud de las proteínas en sus células. Rochelle Buffenstein, la coautora del estudio y fisióloga en el Instituto Barshop, sostiene que descubrir los "trucos" que usan los animales que envejecen lentamente para prolongar su vida útil puede ayudar a conocer estrategias para aliviar las enfermedades relacionadas con el envejecimiento en los humanos.

A pesar de que su pálida y arrugada piel y desagradable aspecto quizás no suenen precisamente a buena salud, las ratas topo no sólo viven más sino que su envejecimiento es más sano que el de la mayoría de los animales. Tienen poca incidencia de cáncer y pocos signos de degeneración del cuerpo y las hembras pueden procrear hasta su muerte.

Una de las teorías tradicionales del envejecimiento sostiene que éste es resultado de la degeneración lenta de las células debido al contacto con el oxígeno, denominado estrés oxidativo. Sin embargo, paradójicamente, las ratas topo lampiñas (incluso las que son jóvenes) tienen mayores niveles de daño oxidativo en las células de los que tienen los ratones. Sin embargo, las proteínas en las células de la rata topo son más resistentes a desplegarse y más estables que las equivalentes de los ratones.

Los investigadores también encontraron pruebas de que las células de estas ratas poseen mecanismos más eficientes para deshacerse de proteínas plegadas incorrectamente o proteínas oxidadas. Así, Bueffenstein asegura que los resultados sugieren que las ratas topo lampiñas pueden tolerar mejor el daño oxidativo porque mantienen sus proteínas estables y eliminan rápidamente las que se despliegan antes de que se puedan acumular.

miércoles, 17 de marzo de 2010

El must de los elefantes



Cuando en las películas y documentales se ven elefantes enfurecidos, que se abalanzan sobre las aldeas a plena luz del día y embisten a la gente e incluso a los coches, se habla de que han “enloquecido”, pero no es exactamente eso lo que pasa. Lo más probable es que se trate de un elefante macho (puede ser tanto africano como asiático), que sufre un episodio de must. Este fenómeno es uno de los enigmas más desconcertantes de la conducta de los elefantes.

El must es una condición más o menos periódica en los elefantes machos, caracterizada por una conducta altamente agresiva (a veces agreden a otros grandes animales, como rinocerontes o jirafas), acompañada por un gran incremento en las hormonas reproductivas (los niveles de testosterona en un elefante en must pueden ser hasta 60 veces mayores que en el mismo elefante en otra época). Sin embargo, no se sabe si este cambio hormonal es la única causa del must o simplemente un factor contribuyente (es exagerado y quizá no muy oportuno comparar el must con el síndrome premenstrual femenino, en que muchas mujeres se muestran más agresivas que de costumbre, pero no he podido evitar la asociación de ideas). La investigación científica del must es muy difícil porque, durante él, incluso el más plácido de los elefantes puede tratar de matar humanos.

Los episodios de must suelen ser estacionales, ocurriendo preferentemente en invierno. Esto hace que no se pueda vincular claramente al must con el celo, ya que el ciclo estral de las elefantas no es estacional y los elefantes están siempre disponibles para cubrirlas. Los elefantes en must sí que muestran un mayor apetito sexual e intentan aparearse con las elefantas sin mirar si éstas están en celo o no, y a veces las agreden si no les permiten copular (esto se ha observado sobre todo en elefantes en cautividad). De acuerdo a algunas observaciones, las elefantas más viejas de una manada dejan pasar a los machos en must cuando una hembra del grupo está en celo, y bloquean el paso a los machos más jóvenes, que aún no han entrado nunca en el estado de must (entran por primera vez a los 15-20 años). Los elefantes asiáticos salvajes frecuentemente entran en must durante la estación de las lluvias, cuando tienen problemas para acceder a la comida y los días son más más cortos (la secreción de hormonas frecuentemente está relacionada con la duración del día).

Frecuentemente, los elefantes en must descargan una secreción ocre y espesa como el alquitrán llamada temporina desde los canales temporales a los lados de la cabeza. La composición de la temporina no está bien caracterizada, debido a las enormes dificultades para recoger muestras. Muestras de temporina y orina recogidas a elefantes de zoológicos muestran que contienen elevadas concentraciones de sustancias olorosas como cetonas y aldehídos. La agresividad de los elefantes puede estar causada en parte por la exposición a la temporina, que resbala hasta sus bocas. Otro factor contribuyente puede ser la hinchazón de las glándulas temporales, que presionan sobre los ojos, lo que causa un dolor agudo. Los elefantes en must frecuentemente se ponen a escarbar en el suelo con sus colmillos, se supone que para contrarrestar este dolor.

El must está relacionado con el despertar sexual y el establecimiento de relaciones de dominancia entre los elefantes macho, aunque está relación es difusa y está lejos de esclarecerse. Los ataques de los elefantes machos a otros grandes animales en África han sido atribuidos a machos jóvenes, sobre todo a los que han crecido en ausencia de machos viejos. La introducción de machos mayores, de rango más alto en la jerarquía, inhibe la presentación del must en los machos más jóvenes. El must podría ser una adaptación para evitar la endogamia. Si siempre fuera el mismo macho el que inseminara a la mayoría de las hembras, caería la diversidad genética y podrían manifestarse mutaciones letales. La agresividad que provoca en los machos el must podría ser un estímulo para fomentar los combates y el cambio frecuente en los rangos de dominancia de los elefantes. Además, los elefantes en must suelen ser respetados por los no afectados.

El periodo álgido del must suele durar un mes (precedido de unas tres semanas de agitación creciente) y es seguido de otro periodo similar de agresividad decreciente. Los elefantes “adolescentes” (entre los 10 y los 20 años) suelen mostrar un must más breve (desde un par de días a una semana) y menos intenso. La intensidad y la duración del must van aumentando progresivamente a lo largo de los años y alcanzan un pico alrededor de los 30-40 años, para luego descender de nuevo. Los elefantes de más de 55 años raras veces muestran must (la naturaleza es sabia: ya no están para muchas peleas). En cautividad, los elefantes pueden permanecer en estado de must un año o más.

Los mahouts (cuidadores de elefantes indios) encadenan a los elefantes en must y los privan de comida y agua durante algunos días, o bien los someten a una dieta muy estricta. Así, reducen el must a una semana o menos. También se usan algunos fármacos con este fin, como la xylazina y el acetato de leuprolide.

jueves, 8 de octubre de 2009

El arte de la seducción en los pinzones cebra




Pinzón cebra o diamante mandarín

Hoy me he encontrado con esta sorprendente noticia en BBC Ciencia (la he resumido y adaptado un poco):

“Una investigación publicada en Proceedings B, la revista de la Royal Society del Reino Unido, estudió las preferencias de pareja de hembras de diamante mandarín o pinzón cebra (Taeniopygia guttata), un ave paseriforme originaria de Australia muy popular, ya que se vende en las pajarerías de todo el mundo.

Su principal resultado es que: “las hembras de bajo nivel prefieren aparearse con machos de bajo nivel.” Descubrieron que las hembras de baja calidad (medida en sus características más importantes, como metabolismo, longevidad y atractivo) preferían el canto de machos de la misma baja calidad y también a los machos de bajo nivel en la jerarquía.

Los biólogos evolutivos pensaban que las hembras siempre optaban por los mejores machos disponibles, pero el estudio, dirigido por Marie-Jeanne Holveck, del Centro de Ecología Funcional y Evolutiva en Montpellier, Francia, demostró lo contrario.

Los investigadores lograron reproducir diamantes mandarín de alta y baja calidad simplemente cambiando el tamaño de la nidada en que las aves fueron puestas. Las parejas de calidad similar se reproducen de forma más rápida, produciendo huevos más rápido que las parejas de distinta calidad. Se supone que esto se debe principalmente a que dos individuos similares se aceptan más rápido.

Tal como explicó la investigadora a la BBC "en las nidadas más grandes hubo más competencia entre los polluelos". "Así que los grupos más grandes produjeron polluelos de menor calidad".
La doctora Holveck y su equipo estudiaron después la preferencia en machos de las crías hembras. La prueba fue llevada a cabo así porque las aves paseriformes cantan, y el canto es una señal reproductiva importante para las hembras.

"Las entrenamos en una jaula en la que debían picotear dos teclas, y cada vez que picoteaban una tecla ésta tocaba el canto de un macho" dice la investigadora. Una de las teclas tocaba el canto de un macho de alta calidad y la otra el canto de un macho de baja calidad.

"Creo que es una prueba poderosa, porque es la propia hembra la que nos dice qué es lo que desea escuchar" dice la doctora Holveck.

“Las hembras de baja calidad repetidamente picoteaban la tecla que tocaba el canto del macho de baja calidad, y viceversa”, agrega.

En la segunda parte del experimento, los investigadores descubrieron que las preferencias de los cantos "se traducían a la preferencia por el macho en vivo".

"Lo más sorprendente es que las hembras son capaces de reconocer la categoría a la que pertenecen. Y ahora queremos investigar más para saber cómo lo hacen", explica Holveck.

Por su parte, Joseph Tobias, zoólogo de la Universidad de Oxford, cree que el estudio es interesante.

"Aunque esto no echa por tierra a la teoría evolutiva, sí revela algunos cambios interesantes en las decisiones de reproducción".

"También plantea la fascinante posibilidad de que el ambiente en el que los individuos crecen influye fuertemente en sus preferencias de pareja cuando son adultos", expresa el investigador.”

(Nota aparte: entre las grajillas, un macho de alto rango puede escoger una hembra de rango inferior, pero lo contrario nunca sucede: un macho de bajo nivel nunca cortejará a una hembra de nivel superior. Esto lo cuenta Konrad Lorenz en un texto que recomiendo vivamente, el capítulo “Sempiternos camaradas”, de su libro El anillo del rey Salomón, en el que habla de las complejísimas relaciones sociales en las grajillas, con apartados absolutamente fascinantes acerca de las relaciones entre status social y elección de pareja. En realidad recomiendo todo el libro, que no tiene el menor desperdicio.)

No es casualidad que estos resultados hayan sido obtenidos en los pinzones cebra, ya que son utilizados habitualmente en investigaciones sobre conducta animal, debido a la facilidad con que se reproducen en cautividad. Se han publicado otros muchos resultados interesantes acerca de su vida reproductiva.
En una ocasión, unos investigadores de la Universidad de California reunieron dos grupos de hembras, el primero formado por aquellas que habían tenido pareja durante un tiempo, y el segundo por otras que no. Cada ejemplar fue colocado en una jaula equipada con tres altavoces dispuestos a cierta distancia uno del otro, de los cuales salían cantos de pinzones machos, unos de cortejo y otros carentes de esa finalidad, que entonan cuando no hay hembras presentes. A continuación, filmaron a las hembras con objeto de conocer cuánto tiempo pasaban junto a cada altavoz escuchando los cantos.

La primera conclusión fue que todas las hembras de ambos grupos pasaron más tiempo cerca de los altavoces que emitían canciones de cortejo.

Segunda conclusión: las hembras 'emparejadas' preferían los trinos que les sonaban familiares (habían sido entonados por sus compañeros), prueba de que la experiencia deja huella en el gusto musical de esas aves.

Tercera: las pájaras demostraron poseer un oído especial para los detalles de las canciones, pues eran especialmente sensibles al grado de variabilidad en el tono de las notas, evidenciando una mayor preferencia por los cantos de cortejo que menos pasaban de los agudos a los graves y viceversa.

Descubrieron además que los machos modulan su tonada cuando tienen el propósito de copular con una hembra o formar pareja. Se trata de una variación extremadamente sutil, no tanto en la clase de notas o en la melodía como en su duración, 'tempo' y modo de presentación. Cuando pretenden impresionar a una hembra cantan más rápido y en un tono más uniforme mientras danzan alrededor de ella.

Al analizar las canciones con un programa informático, resultó que en esas circunstancias los machos entonan canciones más estereotipadas porque las hembras las prefieren así. "Las preferencias de estas últimas modulan la conducta vocal de los machos a lo largo de la evolución", apunta Sara Woolley, una de las autoras del trabajo publicado en 'Plos Biology'.

A continuación, los expertos examinaron el cerebro de las hembras y encontraron dos áreas que intervienen en el reconocimiento de las canciones: una de ellas reacciona según se trate de canciones de cortejo o no; y la segunda según sean familiares o no.

Evidentemente, si eres un pinzón cebra macho (o también otro pájaro, o pez, o anfibio o reptil o ser humano), para poder aparearte debes “estar a la moda”, presentar los rasgos que una población de hembras considera atractivos en un momento determinado. La selección de estos rasgos es desbocada. Un macho que presente un carácter algo llamativo, puede atraer a algunas hembras. Los descendientes machos de estos cruces heredarán el rasgo atractivo del padre y las hijas, las preferencias de la madre, con lo que la selección de rasgos cada vez más llamativos se alimenta a sí misma. Los caracteres se desarrollan tanto que llegan a comprometer la supervivencia de los machos (colas desmesuradas, colores estridentes, etc.). Por otro lado, las hembras suelen ser influidas por las elecciones de otras. Una hembra siempre busca incrementar su descendencia futura, por medio de hijos irresistibles para otras hembras. Por ello, muchas eligen a machos a los que han visto aparearse con otras, sobre todo si éstas tienen experiencia.

Pero los gustos de las hembras son caprichosos. Nancy Burley, una anilladora que pretendía seguir los movimientos en el campo de los pinzones cebra, encontró que las anillas de colores vistosos en los machos eran un estímulo arrebatador para las hembras. Este fenómeno quizá se debe a que las anillas realzan las manchas naturales del pájaro. Los investigadores pudieron manipular así el atractivo de los machos. Encontraron que los menos atractivos se esforzaban más en los cuidados paternales, para compensar. Quizá lo más sorprendente de todo fue que los machos atractivos producían más hijos que hijas, lo que claramente les beneficiaba para propagar sus genes. Lo que es un completo misterio es cómo manipulan las aves la proporción de sexos de la descendencia.