La salamandra solar es el sobrenombre que han dado al primer vertebrado conocido capaz de utilizar la energía solar para nutrirse. Se trata de la salamandra moteada Ambystoma maculatum.

Ambystoma maculatum (imagen: D. Gordon E. Robertson; Wikipedia)
Ambystoma maculatum (imagen: D. Gordon E. Robertson; Wikipedia)

Ryan Kerney, de la Dalhousie University (Halifax, Nova Scotia, Canadá) presentó, en el Ninth International Congress of Vertebrate Morphology celebrado en julio de 2010, los resultados preliminares de la investigación en la que da cuenta de ese hallazgo[1]. Posteriormente publicó los resultados más elaborados[2]. El joven investigador realizó el descubrimiento mientras observaba embriones de salamandra moteada que se desarrollaban en el interior de sus características cápsulas de color esmeralda; trabajando con un sistema que había sido sobradamente estudiado en las décadas anteriores se percató de que algo extraño ocurría allí.

Se sabía de tiempo atrás que las que daban el color verde a la cápsula viscosa que protege al embrión eran algas unicelulares de la especie Oophila amblystomatis. Y se aceptaba que entre ambos organismos existía una relación de mutualismo: las hembras de Ambystoma ponen los huevos en el agua, y se creía que los restos nitrogenados del metabolismo del embrión eran utilizados por las microalgas como fuente de nitrógeno y que el embrión utilizaba el oxígeno que resultaba de la actividad fotosintética de aquéllas. Y en efecto, eso es lo que ocurre, pero no del modo en que se pensaba. Se creía que las microalgas que participan en esa relación son las que hay en el entorno y, sin embargo, de acuerdo con el descubrimiento realizado por Ryan Kerney, las microalgas también se encuentran en el interior de las células del embrión, en las de todo el cuerpo además. Y hay razones para pensar que las células utilizan directamente los carbohidratos y el oxígeno que, fotosíntesis mediante, producen las algas que albergan. Al parecer, imégenes obtenidas mediante microscopía electrónica muestran que las algas se encuentran rodeadas por numerosas mitocondrias.

Como se ha explicado en artículos anteriores (La babosa solar o Bivalvos gigantes), ya se conocían varias relaciones simbióticas de este estilo en invertebrados, pero hasta ahora no se había encontrado nada similar en vertebrados. De hecho, dada la capacidad de los sistemas inmunes de los vertebrados para detectar y destruir los materiales biológicos extraños a sí mismos, se pensaba que era imposible que progresasen organismos autótrofos (como las microalgas) en el interior de células animales. Pero como ocurre en numerosas ocasiones, se trataba de una creencia errónea, ya que en este caso o bien el sistema inmune del embrión se suspende o “apaga”, o las microlagas han encontrado la forma de engañarlo.

[1] Anna Petherick (2010): “Salamander’s egg surprise” Nature 466: 675; doi: 10.1038/466675a

[2] Ryan Kerney (2011): “Symbioses between salamander embryos and green algae” Symbiosis 54 (1) doi: 10.1007/s13199-011-0134-2

Ryan Kerney et al (2011): Intracellular invasion of green algae in a salamander host PNAS 108 (16): 6497-6502 doi: 10.1073/pnas.1018259108

Bandada de ánsares índicos en el momento de levantar el vuelo para empezar el viaje (Imagen: J. M. Garg; Wikipedia)
Bandada de ánsares índicos en el momento de levantar el vuelo para empezar el viaje (Imagen: J. M. Garg; Wikipedia)

Las aves migratorias anidan y se reproducen en climas fríos y hacia el final del verano levantan el vuelo y emprenden viaje en busca de zonas más cálidas en las que pasar los meses más fríos y poder seguir alimentándose. Esto es fácil de entender. Pero ¿por qué vuelven? ¿por qué regresan a las zonas frías? El riesgo que conlleva una migración puede ser altísimo, y el esfuerzo que han de desarrollar es descomunal. Se ha propuesto que la razón por la que regresan al frío es que en las zonas tropicales podría haber una fuerte competencia por el espacio. Pero hay casos que cuestionan esa hipótesis; el mérgulo antiguo, por ejemplo, vuela casi 8.000 km a través del Pacífico Norte, desde el Canadá hasta la China y el Japón y, sin embargo, no hay grandes diferencias entre las condiciones ambientales de esas áreas geográficas. No obstante, aunque no acaban de estar claras las razones de la migración, sospecho que en términos netos la presencia en zonas frías durante los meses cálidos ofrece a las aves mayor abundancia de alimento justo en el periodo en que han de sacar adelante la nidada, y que esa mayor abundancia compensa el gasto y los riesgos.

La migración exige una preparación previa. La faceta más obvia es la de hacer acopio de reservas de energía y almacenarla en forma de grasa. Durante el periodo anterior a la migración los órganos digestivos de las aves aumentan de tamaño y procesan mucho más alimento, aunque luego, durante el vuelo, se reducen considerablemente. El correlimos Calidris pusilla, que vuela de forma ininterrumpidaal final de cada verano desde la Bahía de Fundy, en la costa este del Canadá, hasta Sudamérica, come grandes cantidades de pequeños crustáceos que abundan en los limos costeros y que son muy ricos en ácidos grasos omega 3; pues bien, esos ácidos grasos parecen provocar una elevación de un 50% del metabolismo aerobio máximo de sus músculos o, lo que ello significa: elevar considerablemente la potencia que pueden desarrollar. Otro correlimos, Calidris conutus, refuerza de forma notable su musculatura cardiaca antes de iniciar el vuelo.

La aguja colipinta Limosa lapponica, que vuela a lo largo de 11.000 km sin descansar, eleva la concentración de hemoglobina sanguínea antes de empezar la migración, lo que le permite aumentar de forma considerable el aporte de oxígeno a sus tejidos. Esa distancia es la más larga que se ha registrado mediante rastreo por satélite de aves migratorias; tardó ocho días -entre el 30 de agosto y el 7 de septiembre de 2007- en recorrerla sobrevolando el Pacífico desde Alaska hasta Nueva Zelanda; la vuelta, sin embargo, la hizo en dos tramos: entre el 17 y el 25 de marzo de 2008 desde Nueva Zelanda a Corea, y entre el 1 y el 6 de mayo, desde Corea hasta Alaska.

La migración de más largo alcance que se conoce en el mundo de las aves es la de los charranes árticos, que vuelan del verano boreal al verano septentrional en viaje de ida y vuelta cada año, aunque no lo hacen en una única etapa y pueden dar infinidad de rodeos en sus desplazamientos. Recorren así alrededor de 80.000 km cada año; si tomasen el camino más corto se quedarían en 40.000 km, que tampoco está nada mal. Y la más corta conocida es la de una galliforme, Dendragapus, que se desplaza a lo largo de 300 m para bajar y subir colinas en el Oeste de Norteamérica. No creo que Dendragapus necesite dotes especiales para tan parco esfuerzo.

Y puestos a documentar hazañas migratorias, tampoco es baladí la proeza del ánsar índico, que en tres días viaja desde el sur de la India hasta la meseta siberiana, para lo que ha de sobrevolar el Himalaya. Supera alturas superiores a los 7.000 m, con la dificultad que representa la difícil sustentación que hay en lugares tan altos debido a la escasez de aire, y, a la vez, el poco oxígeno del que disponen para respirar. Anser indicus se vale de una hemoglobina especial que tiene una alta afinidad por el oxígeno para poder captarlo en alturas en que se reduce por debajo de la mitad con relación al que hay a nivel del mar.

En resumidas cuentas, los viajes de la mayor parte de las aves migratorias son verdaderas hazañas, que exigen adaptaciones fisiológicas muy especiales y conllevan un altísimo gasto de energía. Los riesgos son también altos, pues varios factores (tormentas, depredadores, caza, destrucción de hábitat) pueden provocar la muerte o la pérdida de zonas de anidamiento. Debe de haber, pues, poderosas razones para migrar.

Nota: he omitido todo lo relativo a los mecanismos de orientación y navegación porque ese es un mundo aparte y del que se saben bastantes cosas pero quedan bastantes por saber. A quien interese el tema, recomiendo el libro de Jennifer Ackermann “The genius of birds”, a poder ser en inglés; la traducción es pésima.

Microcarbo melanoleucos (Imagen: JJ Harrison, Wikipedia)
Microcarbo melanoleucos (Imagen: J J Harrison, Wikipedia)

Como vimos aquí, los cormoranes son muy buenos buceando. Quienes paseamos con frecuencia por zonas costeras, márgenes de rías o puertos, los vemos a menudo sobre la superficie del agua, posados en rocas que sobresalen, o en bateles. Pero con frecuencia también se les ve sumergirse. Cuando salen lo hacen a buena distancia del lugar en el que entraron y en muchas ocasiones con una presa en el pico. Son muy buenos cazadores bajo el agua. Aguantan mucho tiempo sumergidos; los mejores pueden aguantar hasta cinco minutos bajo el agua.

Son muy buenos buceadores, sí, pero a cambio no vuelan demasiado bien. Comparados con otras aves son de tamaño relativamente grande -los de mayor tamaño pueden llegar a pesar 4 kg- por lo que no es extraño que no vuelen bien, ya que al aumentar las dimensiones lineales de un organismo, su masa aumenta en mayor medida que lo que lo hace la fuerza que es capaz de desarrollar esa masa. Por otro lado, los cormoranes tienen las alas relativamente cortas, por lo que han de batirlas con mucha fuerza para poder alzar el vuelo y mantenerse en el aire. Sin embargo, si los comparamos con los de otras aves, los músculos del vuelo de los cormoranes son de pequeño tamaño también. Así pues, tienen que hacer un esfuerzo tan grande para volar, que se ven obligados a hacer uso de la máxima potencia que pueden desarrollar sus músculos. Por esa razón, no suelen volar durante periodos largos; de hecho, la distancia media que recorren al volar es de 1 km, y difícilmente se mantienen en el aire durante más de 10 minutos. Si se computa el tiempo total que vuelan en un día, no suele superar la media hora. Estos datos, no obstante, pueden variar entre especies.

Pero como hemos dicho antes, los cormoranes son grandes buceadores. Tienen, por un lado, gran capacidad para almacenar en sus tejidos el oxígeno que necesitan durante la inmersión, y lo que es muy importante: esa capacidad aumenta con el tamaño del animal en mayor medida que lo que se eleva su consumo de oxígeno. Por eso pueden permanecer largo tiempo bajo el agua, más cuanto mayor es el tamaño del cormorán. Por otra parte, si bien es cierto, como hemos visto, que las alas pequeñas son inadecuadas para volar, resultan muy útiles a la hora de sumergirse, porque de esa forma la tendencia a flotar es menor, como también lo es la resistencia que oponen a la inmersión. Y por último, los músculos de sus extremidades inferiores son de un tamaño considerable, representan entre un 10 y un 12% de la masa corporal. Son los músculos, precisamente, de los que hace uso para sumergirse. Está claro que sus rasgos anatómicos son ideales para bucear.

En la entrada anterior vimos que los cormoranes tienen mala fama y que son muy detestados por los pescadores. Pero solo ocurre en los países occidentales. En el Extremo Oriente (Japón, China y países del Sudeste asiático), sin embargo, son animales apreciados porque, precisamente, se valen de sus excelentes condiciones para atrapar peces, para usarlos con ese propósito. Los pescadores que los utilizan los llevan en el batel, por pares normalmente. Una soga de cuero o un cordón rodea su cuello; se la colocan ajustada, pero no tanto como para que se ahogue, claro. En la zona donde pescan arrojan el cormorán al agua y en el momento en que atrapa un pez y sube a la superficie lo recuperan del agua y lo suben al bote. La soga no le permite tragar el pez y lo tiene que expulsar; así se queda el pescador con el pez.

En el vídeo de la BBC se muestra la técnica de los pescadores chinos; es espectacular:

Uno se encuentra a veces con curiosas divergencias culturales. Los pescadores de Occidente han reaccionado a la competencia que les hacen los cormoranes atacándolos e intentando acabar con ellos. En los países de Oriente, sin embargo, han optado por valerse de su gran capacidad en su propio beneficio. No se atribuya a este comentario intención aleccionadora ninguna, por favor; solo he pretendido poner de manifiesto una diferencia cultural llamativa.

Fuente: Yuuki Y. Watanabe, Akinori Takahashi, Katsufumi Sato, Morgane Viviant y Charles-André Bost (2011): Poor flight performance in deep-diving cormorants. The Journal of Experimental Biology 214: 412-421 (doi:10.1242/jeb.050161)

En su “Historia de los animales” de (aprox.) 350 a.e.c., Aristóteles denominó a los cormoranes hydrokorax (cuervos de agua), un nombre que en nada los favorecía. Para los griegos los cuervos eran aves detestables como, en cierto modo, lo siguen siendo para muchas personas hoy. No tienen muy buena fama. Con los cormoranes pasa algo parecido; son, probablemente, las aves marinas peor vistas, y al menos parte de la culpa cabe atribuírsele al filósofo clásico. Su aspecto, por otra parte, tampoco les ayuda demasiado.

Phalacrocorax carbo (Imagen: J J Harrison, Wikipedia)
Phalacrocorax carbo (Imagen: J J Harrison, Wikipedia)

Además, los cormoranes son, seguramente, las aves que más éxito tienen cazando bajo el agua. Por esa razón y por si su secular estigma no fuese suficiente, los pescadores y los criadores de peces abominan de ellos. Los consideran grandes competidores porque consumen mucho pescado. Por esa razón, hay países en los que se aplican medidas para controlar el crecimiento excesivo de sus poblaciones.

Hay unas 40 especies[1] de cormoranes en el mundo, de los que el más extendido es Phalacrocorax carbo, el cormorán grande. Es asombroso cómo una especie de procedencia tropical se ha adaptado a tan amplia variedad de entornos, incluyendo zonas realmente frías. Es muy abundante, por ejemplo, en parajes de Groenlandia donde la mayoría de especies cuentan con una gruesa capa de grasa subcutánea, además de un denso pelaje o una capa de plumas impermeables. Los cormoranes no tienen capa de grasa subcutánea y sin embargo, allí pasan todo el año, incluyendo sus épocas más frías.

Al parecer, les sirve de gran ayuda su plumaje. Dice Linda Wires que el interior de las plumas es impermeable al agua, no así el exterior. Que la parte externa no sea impermeable haría que el agua penetre en el plumaje e impida que queden atrapadas burbujas de aire que aumenten la flotabilidad, lo que facilitaría al cormorán la inmersión. Y gracias a la parte interior impermeable, se mantendría una capa de aire en contacto con la piel, y el agua fría no llegaría a entrar en contacto con ella. No obstante, no estoy seguro de que ese doble carácter de las plumas sea un hecho bien establecido. Pero quien haya paseado por zonas costeras o por los márgenes de una ría frecuentada por cormoranes habrá tenido ocasión de observar cormoranes extendiendo sus alas mientras reposan entre inmersión e inmersión. Sabemos que ese comportamiento les permite secar sus plumas. Por lo tanto, es posible que lo que sequen así sea su parte exterior, la que se habría mojado durante la inmersión anterior; evitarían de ese modo, seguramente, que el agua llegue a penetrar en la capa interna.

Otra clave de su gran éxito radica, al aparecer, en sus ojos. Su lente es muy flexible, lo que les permite ajustar con facilidad su curvatura; además, la musculatura que controla el tamaño de la pupila también actúa sobre la lente. Se supone que esos rasgos les permiten una muy buena visión bajo el agua y, por ello, una mayor facilidad para localizar presas. Pero a la vez, son capaces de cazar bajo condiciones de gran turbidez o en las oscuras aguas del Ártico en invierno, en las que el aparato visual no aporta gran cosa. Pero se desconoce en qué radica esa capacidad.

Sea como fuere, sus extraordinarias dotes de caza submarina son, a la vez, su bendición y su maldición. Basan en ellas su gran extensión por casi todas las costas del planeta. Pero a ellas se debe, en parte, la mala fama que los acompaña y la persecución, legal en algunos casos, a que son sometidos.

[1] La Wikipedia en español da un número de 30, y en inglés, de 40. La especialista Linda Wires, del US Fish and Wildlife Service da un número de 40 en su libro The Double-Crestered Cormorant: Plight of a feathered pariah (Yale UP)

Aguilucho lagunero (Circus aeruginosus) (Fotografía: Artur Mikołajewski; Wikipedia)
Aguilucho lagunero (Circus aeruginosus) (Fotografía: Artur Mikołajewski; Wikipedia)

La migración supone un grandísimo reto para las aves. Desde el punto de vista físico, una migración suele conllevar un enorme desgaste. El vuelo ocasiona un alto coste metabólico; así pues, un viaje migratorio, que puede prolongarse durante varios días, supone un gasto energético enorme. Además, muchas aves migratorias no se alimentan durante el periodo que dura la migración; hasta que no llegan a su destino no comen. Uno de los casos más extremos es, quizás, el de Dendroica striata, de nombre común reinita estriada. Dendroica recorre en promedio unos 3.000 km durante la migración, lo que supone que llega a volar durante 88 h de forma ininterrumpida; pues bien, su sistema digestivo se atrofia durante el viaje y no se recupera hasta unos días después de haber llegado a su destino.

Pero hay costes mayores, pues muchas aves no superan los rigores del viaje y mueren. Un ejemplo muy claro de migración arriesgada es la que realizan las aves que lo hacen sobrevolando el desierto del Sahara. La distancia más corta para cruzar el desierto es de 1.500 km y es muy arriesgado sobrevolarlo, por su dureza, por la bajísima probabilidad de encontrar presas y por el alto riesgo de deshidratación. No solo es un lugar seco e inhóspito, sino que además no son infrecuentes las tormentas de arena. Los pájaros que atraviesan el Sahara suelen volar de noche y descansar de día. Sin embargo, las aves de presa viajan principalmente de día, lo que hace el viaje más difícil.

Las flechas indican intentos fallidos (regresos) y las estrellas, muertes de rapaces  (la barra de escala representa 500 km).
Las flechas indican intentos fallidos (regresos) y las estrellas, muertes de rapaces (la barra de escala representa 500 km).

Cada vez se recurre en mayor medida al uso de la telemetría por satélite para rastrear el vuelo de las aves migratorias. Hace unos años se investigó la migración de diferentes aves de presa a través del desierto del Sahara. Y los resultados han sido elocuentes. Las especies estudiadas fueron el águila pescadora, el halcón abejero, el aguilucho lagunero y el alcotán. El estudio analizó la distancia recorrida (1.607 km), duración del viaje (6’5 días) y velocidad (269 km/día) de 90 migraciones realizadas por 43 individuos de esas cuatro especies (los valores son medias).

Los registros obtenidos mostraron que algunas aves se encontraron con serias dificultades, dificultades que provocaron cambios repentinos en la dirección de vuelo y avance muy lento. Dados los lugares en los que se produjeron los comportamientos anómalos, parecían deberse a condiciones meteorológicas adversas, como vientos fuertes de cara o tormentas de arena. En seis ocasiones se observó que aves que habían iniciado la migración dieron la vuelta; cuando eso ocurrió en la primavera, las aves que incurrieron en esos comportamientos vieron reducido de manera significativa su éxito reproductivo, muy probablemente por haberse retrasado mucho en su llegada a las zonas de cría.

En el estudio también se registraron los casos en los que las aves morían durante la travesía. En las especies estudiadas en este trabajo, las tasas anuales de mortalidad son de entre un 50 y un 60% para los ejemplares de primer año, y de entre un 15 y un 30% para los adultos. Y a la vista de los datos aportados en este estudio, se puede estimar que en torno a la mitad de la mortalidad de los ejemplares de primer año corresponde a la que ocurre durante la migración.

Así pues, la migración a través del Sahara reduce muy significativamente el potencial reproductor de las aves de presa que la realizan. Lo reduce a través de la alta mortalidad que provoca, sobre todo en los ejemplares más jóvenes, pero también a causa de los retrasos que a veces se producen debidos a las adversas condiciones meteorológicas con las que se encuentran. Por todo ello, las ventajas que, en contrapartida, reporta la migración han de ser muy importantes, tanto como para compensar los notorios efectos negativos que surte.

Fuente: Roine Strandberg, Raymond H. G. Klaassen, Mikael Hake y Thomas Alerstam (2010): “How hazardous is the Sahara Desert crossing for migratory birds? Indications from satellite tracking of raptors.” Biology Letters 6: 297–300 (doi:10.1098/rsbl.2009.0785)

Thamnophis elegans terrestris (Imagen de Stebe Jurvetso, Wikipedia)
Thamnophis elegans terrestris (Imagen de Steve Jurvetson, Wikipedia)

Hay alrededor de 3.400 especies de serpientes en el mundo. Se extienden por casi todo el planeta -tan solo se hallan ausentes de las regiones polares más frías-, y han desarrollado un amplio abanico de tamaños. La más pequeña conocida en la actualidad mide alrededor de 10 cm, mientras que algunas pitones se acercan a los 10 m. No obstante, ninguna de las actuales supera las dimensiones de la Titanoboa, una serpiente extinguida que medía más de 10 m de longitud y pudo llegar a alcanzar una masa de 1 t.

Si nos piden que destaquemos un rasgo que hace de las serpientes un grupo especial, seguramente citaríamos el hecho de haber perdido sus extremidades y alargado su cuerpo de forma extraordinaria. La opinión mayoritaria entre los herpetólogos es que varanos, monstruos de Gila y serpientes tienen un antepasado común, y que uno de los linajes se adaptó, inicialmente, a la captura de insectos y otras presas pequeñas en agujeros subterráneos. La pérdida de las extremidades es lo que habría facilitado las operaciones bajo el suelo y, más adelante, algunos representantes de ese primer grupo sin patas habrían retornado a la superficie terrestre y habrían recuperado una alimentación basada en presas de mayor tamaño. Lo curioso de la pérdida de las extremidades es que los genes de los que depende su crecimiento no han desaparecido, siguen en su sitio, pero las células responsables de iniciar su desarrollo ignoran la señal correspondiente. A la vez que desaparecieron las extremidades, el número de vértebras aumentó considerablemente: ¡algunas especies tienen más de 500! Aunque pueda parecer un fenómeno muy extraño, excepcional, lo cierto es que varios linajes de lagartos han perdido las patas, por lo que seguramente es un proceso no tan difícil de que ocurra.

Otro rasgo por el que las serpientes son bien conocidas es que un buen número de ellas son venenosas. Gracias al veneno –normalmente un coctel de hasta un centenar de toxinas en algunas especies- muchas serpientes consiguen paralizar a las presas que les sirven de alimento. Es posible que la capacidad para producir veneno evolucionase hace 200 millones de años en algún antepasado común de las serpientes y de los varánidos actuales, aunque también podría ser que el veneno haya sido una característica que haya aparecido en más de una ocasión. En todo caso, apareció antes del momento en que los antepasados de cobras, víboras y demás especies venenosas se separaron de los de las pitones y boas actuales. Y eso ocurrió hace aproximadamente ochenta millones de años.

Y ya sea mediante el veneno, ya mediante estrangulamiento, muchas serpientes son capaces de atrapar presas de tamaño superior a ellas, lo que les permite no tener que dedicarse permanentemente a buscar alimento. La anatomía de las estructuras implicadas en la captura y deglución de las presas es también muy especial: la piel alrededor de la boca está llena de pliegues, lo que permite una gran expansión a la hora de ingerir la presa, y algunos músculos de las mandíbulas se estiran tanto que llegan a desemparejarse las fibras de actina y de miosina (vuelven a sus posiciones de acoplamiento una vez han tragado la presa).

Aunque lo visto hasta aquí ya hace de las serpientes un grupo verdaderamente singular, el rasgo más asombroso, aunque probablemente menos conocido, que han desarrollado es su enorme variabilidad metabólica individual. Ya me ocupé aquí de la gran flexibilidad del sistema digestivo de la pitón de Birmania, Python molurus, que se reduce a su mínima expresión unos doce días después de la última comida. Pero no es solo el aparato digestivo lo que reduce; el riñón crece de forma significativa (alrededor de un 40%) durante el proceso digestivo para reducirse después; y el hígado llega a duplicar su tamaño cuatro días después de la ingestión.

Y en lo que se refiere al metabolismo, la tasa metabólica de una pitón se multiplica por 45 al día siguiente de haber cazado una presa. Pero durante los periodos de ayuno, llega prácticamente a anularse. En ningún vertebrado se ha medido un metabolismo basal tan bajo como en una pitón de Birmania. Ni que decir tiene que una reducción metabólica tan acusada permite a las pitones ayunar durante semanas manteniendo una mínima actividad. Podría decirse que estas serpientes viven en un estado de letargo prolongado solo interrumpido, cada cierto tiempo, para darse un verdadero banquete. No hay desayunos semejantes en el reino animal.

Los pulpos tienen fama de poseer capacidades impresionantes. En manipulación de objetos, mimetismo y cognición se les atribuyen habilidades excepcionales entre los invertebrados. Pero ellos no son los únicos que han demostrado tener grandes capacidades. Parece que otros cefalópodos no les andan a la zaga. Se sabe poco de los calamares, pero de las sepias cada vez sabemos más. Y hacen cosas sorprendentes.

Pulpos y calamares tienen sistemas nerviosos altamente desarrollados, comparables con los de un buen número de vertebrados.

Además de su impresionante capacidad de aprender, los pulpos son los mejores cambiando su aspecto, lo que consiguen modificando su coloración, dibujo y textura superficial, y postura; y lo hacen en milisegundos. Eso les permite camuflarse a la perfección, porque consiguen adaptar su apariencia a la del entorno de manera que no son percibidos por sus potenciales depredadores. También son capaces de adoptar la forma de diferentes objetos de tres dimensiones, como rocas o algas.

Pero como decía, las sepias también han demostrado una especial capacidad de mimetismo. Impresiona contemplar cómo adaptan su aspecto al del fondo embaldosado de un acuario hasta hacer indistinguible su presencia sobre las formas geométricas de las baldosas. Pero hay más, las sepias son capaces de adoptar un patrón en uno de sus lados del cuerpo y otro muy diferente en el otro. Hay sepias, cuyos individuos de sexo masculino pueden adoptar una doble cara. El macho que recurre a esa técnica trata de engañar a otro individuo de su mismo sexo cuando ambos pretenden a la misma hembra; ofrece a la hembra aspecto de macho, a la vez que al competidor se muestra con aspecto de hembra y todo al mismo tiempo. De esa forma evita ser atacado por el otro macho aunque se encuentre muy cerca de la hembra; y si tiene la ocasión, aprovecha un eventual despiste del competidor para aparearse con la hembra.

Recientemente se ha descrito un comportamiento de una sofisticación extraordinaria en la especie Sepia pharaonis. Ejemplares de esa especie adoptan el aspecto y movimientos de cangrejos ermitaños. De esa forma se pueden aproximar a sus posibles presas sin que estas se percaten del peligro que corren. El comportamiento es asombroso, porque para poder hacer lo que hacen, no solo han aprendido a adoptar la forma del cangrejo ermitaño, sino que han tenido que hacerse también con su modo de desplazamiento.

Así pues, los pulpos no son los únicos moluscos con asombrosas capacidades de mimetismo y camuflaje. Algunas sepias, también cefalópodos, han mostrado habilidades extraordinarias de esa naturaleza. En cierto modo, la relación entre pulpos y sepias recuerda a la que existe entre aves y mamíferos. En los vertebrados, aves y mamíferos han desarrollado grandes encéfalos y capacidades cognitivas muy elaboradas, pero lo han hecho con cuerpos muy diferentes. Y algo parecido ocurrió en la línea de los moluscos: sepias y pulpos, con una anatomía corporal diferente, también desarrollaron unos encéfalos de gran tamaño y capacidades notables. Es como si, en el mar, los cefalópodos representen el papel que en tierra juegan los vertebrados homeotermos.

Referencia:

Kohei Okamoto, Haruhiko Yasumuro, Akira Mori, Yuzuru Ikeda (2017): Unique arm-flapping behavior of the pharaoh cuttlefish, Sepia pharaonis: putative mimicry of a hermit crab. Journal of Etholgy DOI 10.1007/s10164-017-0519-7

Rangifer tarandus (Imagen: Alexandre Buisse; Wikipedia)
Rangifer tarandus (Imagen: Alexandre Buisse; Wikipedia)

Karl Georg Lucas Christian Bergmann fue un anatomista y fisiólogo alemán que vivió en el siglo XIX. No fue una de esas figuras de las ciencias naturales o de la fisiología que brillaron en ese siglo, como Charles Darwin o Claude Bernard. Pero realizó una, al menos una, aportación significativa a las ciencias naturales, una por la que es conocido, ya que enunció una regla o principio que lleva su nombre, la regla de Bergmann.

“Hacia el norte viven sobre todo especies grandes; las pequeñas viven más hacia el sur”. Esa frase, o una muy parecida escribió Karl Bergmann en 1847. También escribió estas otras dos frases: “si el tamaño fuera la única característica que diferenciase a dos especies, el factor que condicionaría su distribución geográfica sería, precisamente, el tamaño” y “si el único rasgo que diferencia a dos especies del mismo género es el tamaño, la de menor tamaño viviría en un clima más cálido”. De esa forma expresó Bergmann la regla que posteriormente sería conocida por su nombre.

No está nada claro cuáles son los factores que están en la base de la regla, pero hasta ahora el que más se ha utilizado para explicarla es el de la relación entre la regulación térmica y el tamaño de los animales. Se pensaba que los animales de pequeño tamaño tienen mayores dificultades que los grandes para vivir en lugares fríos porque tener una mayor superficie corporal en proporción a su masa. Por esa razón, los animales pequeños experimentan una mayor pérdida de calor que los grandes, -siempre en relación con su tamaño -, por lo que necesitan desarrollar una mayor actividad metabólica para poder mantener constante la temperatura corporal. No olvidemos, por otra parte, que para desarrollar una mayor actividad metabólica, es preciso utilizar más energía, razón por la que necesitarían obtener una mayor cantidad de recursos energéticos. Y de acuerdo con esa lógica, se puede explicar la menor presencia relativa de animales pequeños en altas latitudes.

Pero al parecer las cosas no están tan claras. Por un lado hay notorias excepciones. El elefante, sin ir más lejos, es una de ellas. Es el animal más grande sobre la superficie de la Tierra, y vive en zonas muy cálidas. También es cierto que necesita unas orejas de tamaño enorme para poder disipar el calor corporal bajo esas condiciones. Y por otro lado, y aunque hay algunas excepciones, la tendencia que define la regla de Bergmann también se ha observado en animales ectotermos.

De acuerdo con un trabajo publicado en febrero de 2010, la razón de la existencia de esa “norma” puede muy bien ser otra, independiente de las necesidades derivadas de la regulación térmica. De acuerdo con ese trabajo, las plantas de altas latitudes son más ricas, tienen un mayor valor nutricional, y esa sería la razón por la que los animales que viven en esas latitudes son de mayor tamaño. Para llegar a esa conclusión mantuvieron en el laboratorio ejemplares de las mismas especies a los que, por grupos, alimentaron con plantas de una y otra procedencia.

El lector se habrá percatado de que si me refiero a animales que comen plantas, habría que excluir a los carnívoros de este análisis. Sin embargo, no es necesario excluirlos, porque según los autores del trabajo, también a los animales carnívoros les acaba afectando la calidad del alimento de los herbívoros, ya que consumen presas de mayor tamaño.

Los investigadores que han propuesto esta nueva teoría no descartan, sin embargo, que otros factores, como el ya citado de las necesidades derivadas de la regulación térmica, puedan incidir también a la hora de perfilar la variación latitudinal observada. Lo que sostienen es que no hay que descartar que pueda haber más factores que el hasta ahora considerado.

Referencia: Chuan-Kai Ho, Steven C. Pennings, & Thomas H. Carefoot, “Is Diet Quality an Overlooked Mechanism for Bergmann’s Rule?” The American Naturalist 175:2 (Feb 2010).

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Según una noción ampliamente aceptada en ecología evolutiva y que cuenta, además, con pruebas empíricas, el esfuerzo que realiza un animal en un determinado evento reproductor condiciona el que será capaz de realizar en los siguientes. Esa noción se refiere, lógicamente, a las especies llamadas iteroparas, las que se reproducen más de una vez a lo largo de sus vidas.

Si un ejemplar de una especie iteropara dedica un esfuerzo pequeño al episodio reproductor actual, podrá dedicar un mayor esfuerzo a la reproducción en ocasiones posteriores y ocurrirá lo contrario si en el actual le dedica un esfuerzo grande. Eso ocurre porque la reproducción es costosa, conlleva costes que pueden ser somáticos o de supervivencia. Decimos que la reproducción conlleva costes somáticos porque los recursos (energéticos y estructurales) que se destinan hoy a producir los materiales reproductivos, no se les podrán dedicar en futuras ocasiones. Y decimos que conllevan, o pueden conllevar, costes de supervivencia porque la reproducción eleva la probabilidad de muerte de alguno o ambos progenitores; un individuo que muere nunca podrá volver a reproducirse. Cuando el esfuerzo es alto, esos costes son mayores que cuando es bajo. Esta noción que acabo de explicar aquí es uno de los pilares de la teoría demográfica de los ciclos de vida.

Según esa teoría, el esfuerzo o energía que destina una hembra a la reproducción en un evento concreto es función del retorno esperable de ese esfuerzo. Y aunque en principio no sea evidente, de ello se deriva que el atractivo del macho debiera ejercer también algún efecto sobre el esfuerzo que hace la hembra. Veamos por qué. Se asume que el atractivo del macho es un indicador de su calidad genética; esto es, el atractivo indica si los genes del macho son buenos o no. Así pues, cabe pensar que la aptitud (fitness) de la descendencia de un macho atractivo será mayor que el de la progenie de un macho que no lo es. Por ello, si su pareja es uno de esos machos atractivos que tiene “buenos genes”, lo lógico es que la hembra se esfuerce más dotando de más y mejores recursos a la progenie que comparte con ese macho. Se trataría de una apuesta segura por parte de la hembra, ya que ese mayor gasto lo destinaría a una descendencia que, por parte de padre, tiene también una alta probabilidad de resultar “exitosa”.

Y sí, es cierto que esa previsión de la teoría de los ciclos de vida se ha confirmado en numerosas ocasiones (por ejemplo, aquí) pero no en todas. Porque resulta que las hembras de algunas especies dedican un mayor esfuerzo a la progenie cuando el atractivo del macho es bajo. Esto es, se trata del comportamiento contrario al que se ha descrito para la avutarda hubara; a ese comportamiento se le denomina “inversión compensatoria”.

El diamante mandarín, Taeniopygia guttata, es una de esas especies en las que se produce inversión compensatoria. Las hembras de esta especie realizan un mayor esfuerzo reproductor (destinan mayor volumen de recursos a los huevos y mayor contenido en carotenos) cuando el macho con el que se han emparejado es de poco atractivo.

La hipótesis que se ha barajado para explicar el comportamiento compensatorio tiene relación con el hecho de que los diamantes mandarines son pájaros monógamos. Una vez emparejados, la pareja lo es para siempre, y por esa razón, siempre será el mismo macho el que fecunde a la hembra en los sucesivos eventos reproductivos. Así pues, no tendría mucho sentido que la pareja de un macho de poco atractivo (baja calidad) limitase el esfuerzo en un evento reproductivo para disponer de mayor cantidad de recursos en los siguientes, ya que en esos siguientes será el mismo macho -igual de poco atractivo- el que aporte la otra mitad del patrimonio genético. Además, si los pollos son de baja calidad, esa hembra deberá hacer un mayor esfuerzo para alimentar y sacarlos adelante antes o después. Y por eso, es mejor que empiece a hacer ese mayor esfuerzo cuanto antes y no esperar a que eclosionen los huevos, ya que para entonces podría ser demasiado tarde.

Hay una razón adicional en favor de que la hembra destine un mayor volumen de recursos a los huevos. Si el estrés ambiental incide de manera determinante en la probabilidad de supervivencia de los jóvenes, el esfuerzo que realice la madre puede resultar decisivo si la calidad del padre es escasa, ya que gracias a dicho esfuerzo puede compensar las consecuencias perjudiciales de esa menor calidad paterna.

En definitiva, cuando de lo que se trata es de optar por dedicar un mayor o menor esfuerzo a la progenie, los factores que intervienen en esa opción no suelen actuar de manera independiente. Como hemos visto en este caso, los elementos de naturaleza endógena (calidad genética de la pareja masculina) interaccionan con elementos de carácter exógeno (condiciones de estrés ambiental) y esa interacción determina la opción de uno de los progenitores, -la pareja femenina en este caso-, por el nivel de esfuerzo.

Los autores de la investigación no explican por qué razón no hace siempre la madre el máximo esfuerzo posible para sacar adelante a la nidada. A mi juicio, esa razón es que cuando la madre opta por el esfuerzo mayor está, de hecho, elevando la probabilidad de que no sobreviva hasta la siguiente época reproductora, ya que esta especie presenta tasas de supervivencia entre eventos reproductores verdaderamente bajas. En cierto modo, está dejando la continuidad de sus genes a expensas del éxito de la siguiente generación. Si actuase de otro modo, limitando el esfuerzo, arriesgaría la viabilidad de la progenie sin elevar, a la vez, sus propias posibilidades de alcanzar la siguiente época reproductora.

Fuente: Elisabeth Bolund, Holger Schielzeth, Wolfgang Forstmeier (2009): “Compensatory investment in zebra finches: females lay larger eggs when paired to sexually unattractive males” Proceedings of the Royal Society B 276: 707–715.

Macho de avutarda hubara (Imagen: Frank Vassen, Wikipedia)
Macho de avutarda hubara (Imagen: Frank Vassen, Wikipedia)

El esfuerzo que dedican a su descendencia las hembras de avutarda hubara, Chlamydotis undulata, varía con la calidad o vistosidad de la parada o exhibición de cortejo que despliega el macho. Si la exhibición es de alta calidad, la hembra se esfuerza más, y ocurre lo contrario cuando la parada es poco vistosa.

Chlamydotis undulata es una de las muchas especies animales que tienen o pueden tener distintas parejas a lo largo de los diferentes episodios reproductivos de su vida. Está bien documentado, por otra parte, que los recursos y la energía que una madre dedica a la reproducción tiene un impacto considerable sobre el número o la calidad de su progenie. Y el volumen de recursos que dedica la madre, depende a su vez de distintos factores, y entre ellos, del atractivo masculino.

La teoría predice que, dado que la reproducción es costosa, es previsible que las hembras ajusten su inversión en la reproducción de acuerdo con el retorno esperable en términos de aptitud (fitness). Por otro lado, el atractivo se considera un buen indicador del potencial reproductor y por ende, de ese retorno esperable. A esa relación entre atractivo y potencial reproductor se han dado distintas explicaciones, pero quizás la más verosímil es que las características que hacen atractivo a un sujeto no tendrían sentido si, precisamente, no informasen de la “calidad” genética del individuo que las exhibe. Esto es, se supone que se seleccionan ciertos caracteres precisamente porque tienen valor diagnóstico; de no tenerlo no hubiesen resultado seleccionados en el curso de la evolución de una especie. Por todo ello, tiene lógica que una hembra module el esfuerzo que realiza dependiendo de las señales que le informan de la “calidad” de los genes de la pareja.

Curiosamente, aunque hay evidencias suficientes de que el atractivo de la pareja determina el nivel de recursos que destina la madre a la progenie, no se conocen bien los mecanismos implicados en esa relación. Se sabe, por un lado, que las hembras ponen más huevos, destinan más testosterona a esos huevos y, en ocasiones, tienen más descendencia cuando se aparean con machos más atractivos. Y por el otro, se sabe que la cantidad de andrógenos (testosterona y sus precursores) determina el desarrollo de la progenie antes y después del nacimiento. Pero, como he señalado, se desconoce el mecanismo implicado en este tipo de efectos.

La avutarda hubara (o hubara a secas) es una especie en peligro de extinción, y está siendo objeto de programas de cría en cautividad. Esas condiciones son especialmente idóneas para estudiar cómo varía, en función de la vistosidad del despliegue de apareamiento del macho, el esfuerzo que dedican las hembras a su línea germinal. Al tratarse de hembras mantenidas en cautividad e inseminadas de forma artificial, se puede estudiar el efecto del atractivo del macho sobre las variables relacionadas con el esfuerzo maternal, sin que otros factores que en la naturaleza pudieran covariar con dicho atractivo oscurezcan o alteren la relación analizada. Por ejemplo, si, como se supone, un macho más atractivo tiene además otras virtudes, en condiciones naturales sería imposible, o muy difícil, deslindar el efecto del atractivo del de esas otras virtudes, porque todas ellas variarían de a la vez. Por eso las condiciones de cría en cautividad son idóneas, porque se puede inseminar una hembra con espermatocitos de un macho, pero exponerla al despliegue de apareamiento de otro macho, con lo que se puede independizar el efecto de los dos factores.

Pues bien, eso es lo que se hizo en el experimento descrito aquí. Se dividieron las hembras reproductoras en tres grupos, al primero se les presentaban machos con un despliegue de cortejo de gran calidad (alta frecuencia de despliegues de apareamiento), a un segundo machos con despliegue de cortejo de baja calidad (baja fecuencia) y al tercer grupo no se les presentaba macho ninguno. El despliegue de cortejo consiste en la erección de las plumas de cabeza y cuello, así como carreras en círculo o en línea recta. Sólo se realiza durante la época reproductora y la frecuencia con la que se realiza ha demostrado ser un indicador fiable de la calidad del macho en esta especie.

De forma muy resumida, los resultados que se obtuvieron en este experimento fueron acordes con la hipótesis de partida, esto es, que las hembras expuestas a machos que mostraban frecuencias más elevadas de despliegues de apareamiento (y por lo tanto tenían mayor atractivo y eran de mayor calidad) destinaban más recursos a la progenie. Esas hembras tuvieron mayor éxito en la fertilización de los huevos, el éxito de la incubación también fue mayor, la concentración de testosterona en la yema de los huevos fue más alta, así como los niveles circulantes de testosterona en los pollos y la tasa de crecimiento de estos. Y todo esto, con la sola intervención de una ruta puramente sensorial; la estimulación visual fue suficiente para provocar los efectos observados.

Los resultados son interesantes en dos planos diferentes. Por un lado, en el de los esfuerzos conservacionistas, porque pueden ayudar a mejorar de forma significativa los programas de cría en cautividad de esta y otras especies de aves en peligro. Y por el otro, en un plano más teórico, porque aportan pruebas de que en los animales, las señales que informan de la calidad de los reproductores son utilizadas por las parejas para modular su esfuerzo reproductor, confirmandose que el esfuerzo que se destina a la línea germinal está en función del retorno esperable en términos de éxito de la progenie.

Referencia: Adeline Loyau & Frédéric Lacroix (2010): “Watching sexy displays improves hatching success and offspring growth through maternal allocation” Proc. R. Soc. B 277: 3453-3460