Alce, cérvido de zonas frías de gran tamaño

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).

Según una noción ampliamente aceptada en ecología evolutiva, -y que cuenta, además, con cierta evidencia empírica-, 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 protagonizan más de un evento reproductor a lo largo de sus vidas.

Si un ejemplar de una especie iteropara dedica un esfuerzo pequeño al evento reproductor actual, podrá dedicar un mayor esfuerzo a la reproducción en posteriores eventos, y ocurrirá lo contrario si en el evento presente le dedica un esfuerzo grande. Eso ocurre porque la reproducción es costosa, o sea, 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 a los materiales reproductivos hoy ya se han gastado, no se les podrán dedicar en futuras ocasiones. Y decimos que conllevan, -o pueden conllevar-, costes de supervivencia porque la reproducción ocasiona, a veces, la muerte de alguno o ambos progenitores, y de ser así, esos individuos nunca podrán 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 de los ciclos de vida.

Según esa teoría, el esfuerzo o energía que destina una hembra a la reproducción en un evento concreto debiera estar en 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 la razón de esto. El atractivo del macho es un indicador de su calidad genética; esto es, el atractivo expresa si los genes del macho son buenos o no. Así pues, cabe pensar que el éxito (ajuste, 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 que la hembra se esforzara 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 (vease, por ejemplo, el artículo “Sobre la importancia de saber (o poder) cortejar a la hembra”), pero no se ha confirmado 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 compenstoria”.

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

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 se han emparejado, esa 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 hecer 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.

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 razón básica de este efecto tiene bastante lógica. 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 éxito o adecuación (fitness). Y 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, sin embargo 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 covariarían. 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 evidencias 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

El embrión con su color verde

La salamandra solar no es una salamandra con aspecto o forma de sol. 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.

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 de la investigación en la que da cuenta de ese hallazgo[1]. 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.

La salamandra

Como se ha explicado en artículos anteriores (El limaco solar o La almeja antropófaga), 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.

Tras el hallazgo de la relación simbiótica entre Oophila y Ambistoma no cabe descartar que pueda haber relaciones similares en otros anfibios. Por esa razón se ha abordado un estudio sistemático de otras salamandras para saber si se trata de un fenómeno más general o si, por el contrario, la relaciónn descubierta por Ryan Kerney constituye una excepción. Por otra parte, también ha provocado un gran interés el procedimiento por el que las microalgas llegan y se introducen en el interior de los embriones. Y por otra parte, se han encontrado algas en los oviductos de las hembras adultas de la salamandra, por lo que podría ocurrir que las microalgas fuesen un “regalo” a sus descendientes.


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

En la Aldea Irreductible me he encontrado con este video. En él aparecen criaturas asombrosas, criaturas hermosas y extrañas a la vez. Se trata de un video editado para conmemorar la primera década de vida Census of Marine Life, organización sin ánimo de lucro dedicada a la investigación y protección de la vida marina. En su web oficial podéis encontrar más información sobre sus actividades durante estos diez años, además de un excelente archivo fotográfico de especies abisales. Merece la pena verlo.

La agricultura empezó a practicarse en nuestro planeta hace cincuenta millones de años. En contra de lo que piensa la mayor parte de la gente, las primeras formas de agricultura no las desarrollaron los seres humanos. Fueron unas hormigas pertenecientes a diferentes especies pero a las que se ha dado un nombre común: hormigas cortadoras de hojas.

La agricultura ha sido muy beneficiosa para los seres humanos, pero no lo ha sido menos para estas hormigas, dado el gran beneficio que obtienen de su actividad: las especies pertenecientes a este grupo han tenido un gran éxito en las selvas del centro y sur de América en las que viven. En total son 41 especies las cortadoras de hojas, pertenecientes a dos géneros, Atta y Acromymex. Ese gran éxito tiene, sin embargo, un lado negativo para los seres humanos, ya que algunas especies pueden formar plagas que dañan la agricultura humana y las infraestructuras construidas por miembros de nuestra especie.

Las hormigas cortadoras de hojas, como su propio nombre indica, cortan y reunen hojas. Luego, trasladan los fragmentos a unas cámaras subterráneas y cultivan hongos en esos fragmentos. Las hormigas comen los denominados “gonglidia”, que son unas estructuras especializadas de los hongos; son muy ricos en nutrientes y también los comen las larvas. Las diferentes especies de hormigas utilizan diferentes especies de hongos, pero todos ellos pertenecen a la familia Lepiotaceae.

En esa relación de mutualismo interviene un tercer componente; se trata de una bacteria. En los tegumentos de las hormigas viven bacterias del género Pseudonocardia y, al parecer, algunas especies de hormiga secretan sustancias especialmente adecuadas para el crecimiento de esas bacterias. Las bacterias en cuestión producen sustancias antifúngicas que, paradójicamente, protegen el cultivo de hongos de otro hongo parásito muy virulento, Escovopsis[1].

Por otra parte, según una investigación publicada en el número 20 de la revista Science (noviembre de 2009; vol. 263; pp.: 1120-1123), hay otras bacterias que también intervienen en esta compleja relación. Son bacterias que fijan nitrógeno atmosférico[2] y muchas de ellas pertenecen al género Klebsiella. Fijan el nitrógeno en la huerta de hongos. Por lo visto, si no fuera por la contribución de esas bacterias las hormigas experimentarían severas restricciones de nitrógeno, dado el bajo contenido en ese elemento de las hojas utilizadas como sustrato para los hongos. Lo cierto es que las hormigas deben a ese nitrógeno el éxito ecológico alcanzado, puesto que los bosques en los que viven son verdaderamente pobres en nitrógeno.

Habrá quien piense que considerar labradoras a las hormigas es una exageración, pero no lo es en absoluto. Las hormigas cortan las hojas, las llevan a la cámara subterránea y cuidan los hongos. Y por si eso fuese poco, limpian los restos y los llevan a enclaves especiales (basureros) que se encuentran lejos del cultivo; evitan de esa forma la propagación de patógenos y parásitos. En algunas especies, además, las encargadas de ese trabajo son las hormigas de más edad, mientras se quedan las más jóvenes al cuidado de la huerta. De esa forma, las hormigas jóvenes corren un menor riesgo de contraer alguna infección bacteriana.

El comportamiento descrito aquí es muy especial, pero no es el único caso conocido de práctica agrícola en el mundo animal. Los escarabajos de la ambrosía y las termitas también cultivan hongos. Y por otra parte, no debe perderse de vista que se trata de una forma de simbiosis que permite aprovechar un material muy difícil de digerir, una simbiosis que se produce fuera del cuerpo de la hormiga. Se nos hace extraña porque la simbiosis ocurre “fuera”, pero hay muchas otras simbiosis conocidas que tienen el mismo objeto, pero eso sí, esas otras simbiosis ocurren “dentro” del sistema digestivo del animal.


[1] Conviene señalar que Pseudonocardia es un género del grupo Actinobacteria, al que pertenecen las bacterias que producen la mayor parte de los antibióticos; así pues, también en lo que se refiere al uso de antibióticos se nos adelantaron las hormigas 50 millones de años.

[2] Esta parte de la historia también la contó la revista Elhuyar en su número de enero de 2010.

Calderones tropicales

Los cetáceos son excelentes buceadores. Algunos de ellos son capaces de sumergirse a grandes profundidades, a pesar de que bajo el agua no pueden respirar. Son mamíferos, por lo que el oxígeno que respiran ha de ser atmosférico; no pueden utilizar el que se encuentra disuelto en el agua, como hacen los peces, y han de salir fuera del agua a respirar. Los cachalotes, por ejemplo, llegan a bajar hasta los 1.000 m de profudidad en busca de presas; otros, como los calderones, no llegan tan abajo, pero se sumergen también a grandes profundidades.

El calderón tropical, cuyo nombre científico es Globicephala macrorhynchus, es un miembro de la familia Delphinidae. Es, pues, un delfín, aunque de gran tamaño: pueden llegar a alcanzar 4 m de longitud y más de 4.000 kg de masa. Aunque su nombre vulgar indica que se trata de una especie propia de mares tropicales, su límite de distribución septentrional se halla al norte del Cantábrico, por lo que puede encontrarse en la zona sur del Golfo de Vizcaya.

Hace unos pocos años, en el curso de una investigación realizada en aguas de Tenerife utilizando marcas digitales (DTAG), se registraron los movimientos de 23 de estos calderones, así como los “clics” de ecolocación que producían. Gracias a esos registros conocemos algunas características de la estrategia de caza de Globicephala.

De acuerdo con los registros obtenidos se ha podido saber que cuando van de caza, descienden a profundidades de entre 500 y 1.000 m y permanecen, en promedio, unos 20 min bajo el agua. Cuando bajan en busca de una presa emiten largas secuencias de clics (ondas sonoras de ecolocalización), y en ocasiones, entre las secuencias de clics, emiten zumbidos. Los zumbidos, al parecer, están relacionados con los intentos de atrapar a la presa.

Cuando realizan inmersiones profundas, llegan al punto de máxima profundidad tras realizar un rápido esprint, y en ese momento emiten un zumbido. Esa es la secuencia propia de un episodio de caza. Cuando empiezan la inmersión, se mueven con lentitud, pero cuando realizan el esprint llegan a alcanzar una velocidad de 9 m s-1, una velocidad impresionante para un mamífero que se mueve bajo el agua. Los esprints duran entre 20 y 80 s y les salen muy caros a los calderones, caros en términos energéticos, por supuesto. De hecho, aunque el esprint representa entre un 2 y un 8% del total del tiempo de inmersión hasta aguas profundas, supone entre un 10 y un 36% del gasto energético.

Se trata de un comportamiento arriesgado. Tan sólo la mitad de los intentos acaban teniendo éxito; en la otra mitad no aciertan. Si tenemos en cuenta que el coste de la caza es muy elevado, las presas han de ser de cierto tamaño, pues de lo contrario no resultaría rentable y no la practicarían de esa forma. Hasta que se realizó la investigación citada, no se conocía esa modalidad de caza de “alto riesgo-alto rendimiento” entre cetáceos, aunque sí era conocida entre depredadores terrestres. Entre los mamíferos terrestres, es quizás el guepardo el que mejor ejemplifica esa táctica.

Otros cetáceos utilizan estrategias diferentes. Los zifios[1], por ejemplo, que han sido estudiados en aguas de El Hierro, se sumergen durante mucho más tiempo, hasta una hora y media. Por esa razón no se encuentran en condiciones de realizar esprints intensos, puesto que el oxígeno que albergan en sangre y músculos no da para inmersiones que, a la vez, sean prolongadas y acaben con un esprint. Claro que el comportamiento alimenticio de los zifios no es de “alto riesgo-alto rendimiento”, puesto que actúan de un modo mucho más conservador. En cada inmersión se cobran del orden de 30 piezas, aunque se trata de presas pequeñas cada una de las cuales aporta una pequeña cantidad de alimento. Aunque como sus costes de locomoción son reducidos, pueden permanecer largo tiempo bajo el agua en busca de presas y al final, unos y otros obtienen lo que necesitan.

Fuente: N. Aguilar, M. P. Johnson, P. T. Madsen, F. Díaz, I. Domínguez, A. Brito y P. Tyack (2008): “Cheetahs of the deep sea: deep foraging sprints in short-finned pilot whales off Tenerife (Canary Islands)” Journal of Animal Ecology vol. 77 (5): 936-947


[1] Los zifios son cetáceos de la familia Ziphiidae. Su característica más distintiva es el morro largo y delgado. Parecen delfines.

En la imagen se puede observar la diferente disposición corporal que adoptan las dos ranas; la de la derecha está bebiendo.

Seguramente todos han leído u oído en alguna ocasión que ranas y sapos pueden respirar a través de la piel. La piel de los anfibios “terrestres” es de hecho, su principal órgano respiratorio en determinadas épocas del año. Pero no son gases lo único que intercambian esos anfibios con el medio externo por vía cutánea. También intercambian agua.

La mayoría de los anfibios terrestres no beben agua. O mejor dicho, no la beben por la boca. Necesitan agua, por supuesto, pero la absorben a través de la piel. Recordemos que la piel de los anfibios es extraordinariamente permeable y gracias a esa permeabilidad el agua la atraviesa muy fácilmente, ya sea en un sentido o en el otro. Eso tiene sus contrapartidas, por supuesto, ya que pueden perder mucha agua, pero por esa razón, han desarrollado estrategias especiales para almacenarla. El medio interno o la misma vejiga, incluso, pueden funcionar como depósitos hídricos, de manera que pueden reutilizar el agua en ellos contenida en caso de riesgo de deshidratación.

No obstante, además de inconvenientes, la gran permeabilidad cutánea de los anfibios también tiene ventajas, y una importante es que pueden absorber agua a través de la superficie del cuerpo. Algunas especies tienen, incluso, una zona especializada en esa función, se trata de la zona pélvica. Es una zona comprendida entre la pelvis y el abdomen, la situada entre las inserciones de las extremidades posteriores al tronco. De hecho, los anfibios terrestres, cuando necesitan hidratarse, no tienen por qué sumergirse en una masa de agua; les basta con colocarse, sentados, sobre un sustrato húmedo o mojado, o aplastar la zona pélvica contra un sustrato húmedo. El epitelio de esa zona está lleno de capilares sanguíneos, por lo que puede llegar a absorberse gran cantidad de agua. La cantidad de agua que una rana absorbe de ese modo en un día puede ser equivalente al triple de su masa corporal.

La fuerza que impulsa la absorción de agua es un gradiente osmótico. El agua que se absorbe es agua muy diluída, casi no tiene sales. La sangre del sapo es de mayor concentración osmótica que el agua; tiene muchas más sales disueltas. Por esa razón, el agua del exterior tiene una fuerte tendencia a penetrar atravesando la piel, puesto que ese es el movimiento de agua que se produce a través de una membrana semipermeable, como la piel, que es permeable al agua. Pero eso sí, eso tiene una consecuencia curiosa, y es que la sangre ha de circular rápidamente para que pueda ser absorbida el agua. Veamos esto con algún detenimiento.

Cuando penetra el agua y se mezcla con la sangre, ésta se diluye, puesto que la misma cantidad de solutos pasa a estar disuelta en un volumen mayor de agua. Por lo tanto, la fuerza que impulsa la absorción disminuye, y lo haría en mayor medida si la sangre no se moviese o se moviese muy lentamente. Por esa razón, la sangre ha de circular con rapidez, porque si se renueva rápidamente, la concentración de sales disueltas no disminuye en exceso. De esta forma, el gradiente osmótico, esto es, la diferencia de concentración osmótica entre el interior y el exterior, disminuye muy poco, por lo que la fuerza de absorción prácticamente se mantiene constante. En virtud de ese mecanismo, el flujo sanguíneo es proporcional a las necesidades hídricas. Esto es, cuando cuando la deshidratación es baja, la sangre circula lentamente por la zona pélvica, pero la velocidad se incrementa de manera notable cuando el sapo tiene gran necesidad de agua.

Las hormonas que intervienen en la regulación de la economía del agua y los electrolitos juegan, como es lógico, un papel importante en este proceso. El péptido angiotensina II provoca que aumente la tendencia del sapo a sentarse y la hormoa antidiurética (ADH) eleva la permeabilidad del epitelio de la zona pélvica. Por ello, el volumen de agua absorbido puede elevarse considerablemente como consecuencia de la acción de esas dos hormonas.

Bagheera kiplingi

Se conocen hoy alrededor de 40.000 especies de arañas. Todas ellas se alimentan de insectos y otros animalillos. Pero tal y como hemos sabido hace dos años[1], hay una pequeña araña en América central que se alimenta de plantas. Pertenece a una familia de arañas saltadoras y la han bautizado con un bonito y peculiar nombre científico: Bagheera kiplingi.

Estas pequeñas arañas viven en arbustos de acacias, arbustos bien conocidos en el mundo de la biología, porque mantienen una curiosa relación de mutualismo con unas hormigas. Las hormigas protegen a las acacias de la mayoría de herbívoros que pudieran consumir sus hojas, y las acacias ofrecen a las hormigas alimento y protección. Las hormigas se alimentan del nectar que producen las hojas y de otras hojas especializadas que reciben el nombre de “cuerpos de Belt”.

La araña Bagheera se aprovecha de ese sistema hormiga-acacia, pero hace trampa. Como las hormigas, consume el nectar y los cuerpos de Belt, pero a cambio no defiende a la acacia. Esto es, se vale de una relación de mutualismo pre-existente, pero solo para beneficiarse, no para proporcionar nada a cambio; por eso he dicho que hace trampa. Al parecer, las arañas tienen muy buena vista, son rápidas y, -para ser artrópodos-, tienen gran capacidad cognitiva. Por eso las hormigas no pueden atraparlas. Además, no hacen sus nidos en las acacias, sino en otras plantas que se encuentran lejos de las acacias.

La primera vez que se observó este curioso comportamiento alimenticio fue en Costa Rica, en 2001, y posteriormente se ha encontrado también en México. Las arañas de las poblaciones mexicanas tienen una mayor tendencia a comer material vegetal que las de Costa Rica. De hecho, los cuerpos de Belt constituyen el 90% del alimento que consumen las Bagheera de México, mientras éstas recurren en mayor medida a consumir presas animales, -larvas de hormigas incluidas-, para completar su dieta.

Para llevar a cabo las investigaciones en las que se han basado estos descubrimientos se han hecho filmaciones en alta definición en la selva y determinaciones en el laboratorio. En esos trabajos se analizó la composición isotópica, -basada en contenidos de 15N, 14N, 13C y 12C-, de las acacias y de las arañas, y de esa forma se ha podido establecer la contribución relativa del alimento vegetal al consumo energético total de las arañas saltadoras. Así se confirmaron las observaciones realizadas en la selva.

Hace unos meses me ocupé aquí de un limaco carnívoro, -el limaco fantasma-, y sabemos que hay algún otro limaco carnívoro. No sabemos si hay alguna otra araña herbívora parecida a Bagheera kiplingi; puede que sí, por supuesto, pero no dejará de ser, como esta y como los limacos carnívoros, una excepción. Esas excepciones son interesantes, porque son muestra de la gran flexibilidad de los animales, de su capacidad para adaptarse a medios muy diferentes y sacar partido de ellos.


[1] C. Meehan, E. Olson, Matthew W. Reudink, T. Kurt Kyser y Robert L. Curry (2009): “Herbivory in a spider through exploitation of an ant–plant mutualism” Current Biology 9 (19): R892-R893 (según la revista Science, este descubrimiento se encuentra entre los diez más importantes de la década).

Reconstrucción del ictiosaurio Stenopterygius quadriscissus | by Anne Musser, based on Stenopterygius quadriscissus, jurrasic c183-176myo

Según un equipo de investigadores franceses, tres grupos de reptiles marinos del Cretácico eran capaces, en diferente grado, de mantener su temperatura corporal por encima de la temperatura del agua del mar en que vivían.

Ictiosaurios, plesiosaurios y mosasaurios eran reptiles de gran tamaño que vivieron en los océanos del planeta del Triásico al Cretácico. Eran depredadores que se alimentaban de presas muy diferentes, pero principalmente consumían otros reptiles marinos, peces, cefalópodos y crinoideos. De acuerdo con ciertos hallazgos, algunos reptiles marinos de esos periodos vivían en aguas muy frías, bastante más frías que las aguas en las que viven los actuales reptiles marinos. Por ello, hay especialistas que sostienen que no podrían haber vivido en aguas tan frías siendo poiquilotermos estrictos.

No resulta nada fácil obtener información fidedigna sobre el pasado, por supuesto, pero un grupo de investigadores franceses han utilizado un procedimiento muy ingenioso para investigar esta cuestión: han utilizado un isótopo del oxígeno. La concentración de un isótopo dado en los tejidos de un animal acuático depende dos factores, la concentración de ese isótopo en la masa de agua y la temperatura. Se sabe que los isótopos pesados de un determinado elemento tienden a acumularse en mayor medida en los tejidos de plantas y animales a altas que a bajas temperaturas. Por ello, midiendo la concentración de isótopos puede obtenerse valiosa información sobre la temperatura bajo la que se formó el tejido estudiado. Y eso es lo que han hecho los investigadores franceses; han medido la proporción de 18O en los dientes fosilizados tomados de muestras de fósiles de ictiosaurios, plesiosaurios y mosasaurios procedentes de diferentes yacimientos. Además de medir esa proporción en los fósiles de los grupos citados, han hecho las mismas determinaciones en muestras de peces fósiles procedentes de los mismos estratos sedimentarios de esos yacimientos. Como los peces son poiquilotermos, la sangre de los peces está a la misma temperatura que el agua de mar en que se encuentran. Por lo tanto, si los reptiles eran poiquilotermos, su composición isotópica sería como la de los peces. Pero si peces y reptiles tienen diferente composición, entonces lo lógico es pensar que esos reptiles no eran poiquilotermos.

Pues bien, al hacer la comparación comprobaron que las composiciones isotópicas de unos y de otros eran diferentes. Y no solo eso, observaron, además, que existe una relación lineal negativa entre las diferencias observadas entre las concentraciones del isótopo en cuestión de reptiles y peces y la concentración de 18O de los peces. Esto es, a altas concentraciones del isótopo pesado, la diferencia entre las concentraciones era mínima, pero esa diferencia aumentaba conforme disminuía la concentración de 8O en los peces. Recordemos que las altas concentraciones de oxígeno pesado son las que corresponden a altas temperaturas.

La conclusión es clara. Bajo condiciones ambientales de altas temperaturas todos los dientes, los de los peces y los de los reptiles, se formaron a altas temperaturas. Sin embargo, los dientes de los reptiles que vivían en un régimen de bajas temperaturas ambientales (bajas concentraciones del isótopo, sobre todo en dientes de peces) tienen concentraciones de 8O claramente mayores que las de los peces, lo que indica que la sangre de esos reptiles estaba más caliente que la de los peces. No obstante, no todos los grupos estudiados presentan el mismo perfil isotópico. Los investigadores han concluido que ictiosaurios y plesiosaurios eran homeotermos, mientras que los mesosaurios, no llegaron a serlo del todo, si bien tenían un cierto grado de endotermia (capacidad para conservar parte del calor producido por el organismo), gracias a la cual podían ejercer algún control sobre la temperatura corporal, aunque no el suficiente como para regularla como lo haría un homeotermo.

Se trata de un importante hallazgo, ya que si, efectivamente, estos grupos eran, parcial o completamente, homeotermos, ese atributo les habría permitido mantener un modo de vida bastante activo, incluso bajo temperaturas ambientales bajas. Y en términos generales, habrían podido independizar su actividad, en cierta medida al menos, de las fluctuaciones ambientales de temperatura. En contrapartida, estaban obligados a conseguir mucho alimento, dadas las altas demandas de energía propias de los animales que disponen de ese mecanismo. La razón de esas demandas energéticas es que para mantener el cuerpo a una temperatura constante, es preciso que esa temperatura esté normalmente por encima de la temperatura ambiental. Por ello, un animal que regula su temperatura corporal casi siempre experimenta pérdidas netas de calor, y eso solo es posible si el animal en cuestión es capaz de obtener suficientes recursos energéticos del ambiente como para poder dedicar una fracción significtiva a mantener una tasa metabólica lo suficientemente alta como para que proporcione ese calor que se va a perder. O sea, un animal termorregulador necesita alimento abundante y, si es posible, de alta calidad nutricional.

Fuente: A. Bernard, Ch. Lécuyer, P. Vincent, R. Amiot, N. Bardet, E. Buffetaut, G. Cuny, F. Fourel, F. Martineau, J.-M. Mazin, A. Prieur (2010): “Regulation of Body Temperature by Some Mesozoic Marine Reptiles” Science: 1379-1382.