El topo de nariz estrellada es un animal muy raro: sus patas anteriores tienen un aspecto muy extraño, así como su nariz, que es rosa y tiene forma de estrella. Es miembro de la familia Talpidae, a la que pertenecen todos los demás topos. El nombre científico de esta especie es Condylura cristata, única del género Condylura. Es de pequeño tamaño (20 cm de longitud y 55 g de masa) y habita en túneles subterráneos que él mismo excava en zonas húmedas del noreste de los Estados Unidos.

El zoólogo K. C. Catania, al artículo en que presentó sus investigaciones sobre este topo y que publicó en 1999 en la revista Journal of Comparative Physiology, lo tituló “La nariz que parece una mano pero hace el trabajo de los ojos”. Razones tuvo para ello.

La característica más genuína de Condylura cristata es, por supuesto, su nariz. Está provista de 22 tentáculos móviles de color rosáceo, y esos tentáculos están plagados de unas estructuras sensoriales denominadas órganos de Eimer, cada uno de los cuales contiene tres tipos diferentes de receptores. Los órganos de Eimer se encuentran también en otros topos y, de hecho, fueron descritos por primera vez en 1871 en el topo europeo por su descubridor, el alemán Theodor Eimer. En el topo de nariz estrellada los órganos de Eimer se encuentran en altísimas densidades: en la superficie de la estrella, que no alcanza el centímetro cuadrado, hay del orden de 25.000 órganos de Eimer y ligados a ellos, más de 100.000 fibras nerviosas. Ese extraordinario grado de inervación hace que la nariz sea ultrasensible.

A pesar de ser un animal ciego, pero gracias a esa nariz tan portentosa, el topo es muy hábil cazando presas pequeñas. Y lo cierto es que falta le hace, ya que debido a su pequeño tamaño tiene una tasa metabólica muy alta y por ello, grandes necesidades de alimento, como ocurre con el resto de los topos. Además, esas necesidades son mayores en invierno, para poder hacer frente a las demandas que impone el mantenimiento de la temperatura corporal bajo condiciones ambientales muy frías. Se ha calculado que consumen diariamente una cantidad de alimento que equivale a su propia masa corporal. Para ello, además de las lombrices del suelo, han de recurrir a los pequeños invertebrados y larvas de insectos que se encuentran en los lodazales propios de las zona húmedas en las que viven.

En esa tarea de búsqueda de presas, la nariz estrellada cumple una función esencial. Contra lo que sugiere su nombre, la nariz no es un órgano olfatorio, ni tampoco una mano o pie auxiliar, sino el órgano táctil más asombroso que se conoce. Cuando se encuentra en plena faena, los movimientos de los tentáculos son tan rápidos que no se distinguen con claridad. Del mismo modo que nosotros exploramos el entorno con nuestros ojos, el topo mueve su estrella de forma constante para detectar todo lo que hay en su proximidad inmediata. Toca y examina doce puntos del espacio por segundo, y valora lo que detecta; la decisión definitiva con respecto a si merece ser ingerido o no, la realiza tras utilizar los tentáculos pequeños que se hallan más próximos a la boca. Probablemente no hay un animal más rápido ingiriendo las presas que atrapa, ya que puede tragar una presa viva cada 120 milisegundos. El encéfalo del topo de nariz estrellada no necesita más de 8 milisegundos para decidir si algo es comestible o no. Ese tiempo está en el límite que determina la velocidad máxima de conducción del impulso nervioso o, dicho de otra forma: es imposible hacerlo más rápido!

Cuando un animal permanece inactivo largo tiempo, lo normal es que sus músculos se acaben atrofiando. Y con el sistema digestivo pasa algo parecido. Como vimos aquí, el aparato digestivo de la reinita rayada se atrofia durante la migración, de manera que la energía que ahorra de esa forma la puede dedicar al vuelo. Esos estados de atrofia ayudan a ahorrar recursos, pero también tienen sus contrapartidas, ya que cuando retornan las condiciones ambientales favorables o, en el caso de las aves migradoras, cuando finaliza su viaje, no pueden utilizarse los músculos, en un caso, o el sistema digestivo, en el otro; necesitan un cierto tiempo para restablecer totalmente su funcionalidad.

Hay una rana con la que no se cumple eso; se trata de la rana australiana Cyclorana alboguttata. Vive en zonas muy áridas, y pasa la mayor parte del tiempo dentro de una especie de capullo protegido por una cubierta de barro. Emerge del capullo cuando llegan las lluvias de verano, pero como en algunos veranos no llega a llover, pueden pasar meses e incluso más de un año dentro del capullo en estado de estivación.

Cuando llega la lluvia se encuentra en perfectas condiciones para moverse y para alimentarse, puesto que así lo hace con total normalidad. Al parecer, gracias a mecanismos que se desconocen, la actividad de las células musculares y digestivas se mantiene relativamente alta durante la estivación y lo sorprendente es que ello no conlleva excesiva actividad metabólica ni, en consecuencia, excesivo gasto energético. De hecho, el metabolismo se reduce en el momento en que empieza la estivación y en cuestión de pocas semanas baja hasta llegar a ser el 20% del valor correspondiente al modo de vida activo de las ranas. Hay que tener en cuenta, además, que incluso ese valor es, de suyo, relativamente bajo. Es evidente que la actividad metabólica de esas células es de una gran eficiencia, puesto que son capaces de desempeñar sus funciones utilizando muy poco oxígeno y muy poca energía. Como he señalado antes, se desconocen los mecanismos que permiten esa altísima eficiencia metabólica, pero parece ser que están relacionados con unas especiales características del metabolismo mitocondrial.

Sea cual sea el mecanismo metabólico implicado, la cuestión que me interesa subrayar ahora es otra. Tras las lluvias, las ranas salen de los capullos, y han de comer, engordar y reproducirse, y han de hacerlo en un periodo muy breve de tiempo, ya que solo disponen de unas pocas semanas para ello. Por esa razón, es crucial salir del estado de estivación en un tiempo breve, el mínimo posible, pues disponen de poquísimo tiempo para, aprovechando las condiciones favorables, completar un ciclo de vida completo. Por eso es tan importante que el estado de estivación no conlleve atrofia, pues la recuperación del estado normal requeriría demasiado tiempo. Las ranas del género Cyclorana han de completar su ciclo vital en un tiempo record. Para ellas el tiempo es oro.

En cierto modo es sorprendente que los colibríes no se enevenen con agua. Esa afirmación puede resultar sorprendente, dado que casi nadie sabe que es posible envenenarse de esa forma, pero lo cierto es que la hiperhidratación, -así se denomina técnicamente el envenenamiento con agua-, es el mal que sufren los animales que beben agua en exceso. Y es un peligroso mal.

También pueden sufrir hiperhidratación los seres humanos, aunque suele ser la consecuencia, directa o indirecta, de alguna enfermedad. Por ejemplo, aunque resulte paradójico, la gastroenteritis puede provocarla. Si por culpa de la gran pérdida de líquido provocada por una gastroenteritis se bebe una excesiva cantidad de agua, puede ocurrir que se produzca un descenso significativo, y peligroso, de la concentración de sales del medio interno. Eso puede ocurrir porque cuando se pierden líquidos, también se pierden también sales y, sin embargo, cuando se bebe agua para recuperar el estado normal de hidratación, ese agua prácticamente no contiene sales, con lo que en el balance final el resultado neto es neutro en lo que al agua se refiere, pero es negativo con respecto a las sales. Se han dado casos de deportistas que han perdido la vida por esa causa en plena competición, por no haber repuesto, junto con el agua, las sales perdidas. Y se cree que Andy Warhol, que falleció como consecuencia de una arritmia cardiaca, pudo verse afectado por un episodio de envenenamiento con agua, puesto que al practicársele la autopsia se observaron síntomas de hiperhidratación.

La función cerebral es la que en mayor medida puede verse afectada por la hiperhidratación, puesto que si el medio interno se diluye en exceso, se puede producir un desequilibrio muy peligroso en el balance de electrolitos entre el líquido intersticial que baña las neuronas (medio interno) y el plasma neuronal. Es imprescindible que se mantenga ese equilibrio de electrolitos para que los impulsos nerviosos puedan generarse y propagarse con normalidad.

En la naturaleza no son muchos los animales expuestos a un riesgo como ese. Los anfibios podrían encontrarse en esa situación, ya que su piel es muy permeable y su medio interno tiene una concentración de sales más alta que el agua en que viven; pero eliminan el agua que entra en su organismo produciendo grandes volúmenes de orina. La orina de los anfibios, además, es muy diluida, casi no contiene sales, puesto que el riñón es muy eficaz recuperándolas. Los peces teleósteos de agua dulce también podrían envenenarse de ese modo si no fueran capaces de evitar la invasión de agua en sus tejidos, pero sus tres barreras contra la dilución son muy eficaces[1].

También los colibríes, debido a su modo de alimentación, han de hacer frente a un problema similar. No es un problema menor, ni mucho menos, puesto que la entrada de agua en sus organismos es incluso mayor que la que experimentan los anfibios. El néctar, su principal alimento, es una disolución acuosa de azúcar, por lo que, dado el pequeño tamaño de estas aves, en poco tiempo se ven obligados a ingerir enormes volúmenes de líquido: en doce horas ingieren una cantidad de néctar que equivale a entre cinco y quince veces su propia masa corporal, y eso significa que han de incorporar mucha agua.

En un principio se pensaba que el intestino del colibrí sólo absorbe una pequeña fracción del agua ingerida. Eso es, de hecho, lo que hacen las aves de la familia Nectariniidae, que como su propio nombre indica, también se alimentan de néctar. Pero los colibríes son diferentes, puesto que absorben un 80% del agua ingerida, y eso quiere decir que sus riñones han de expulsar la mayor parte de ella. Son riñones muy eficaces, y muy flexibles además, puesto que la mayor parte del trabajo deben hacerlo de día, ya que en la noche el colibrí entra en una especie de letargo y los riñones dejan prácticamente de trabajar.

El del exceso de agua no es un problema menor para los colibríes, porque por eficaces que sean, los riñones tienen sus límites. Es más, es muy posible que sea esa la razón por la que vivan en zonas cálidas. En los lugares fríos los animales homeotermos pierden más calor y a consecuencia de ello, han de comer más que en los lugares cálidos; por eso, un colibrí, si viviera en un lugar frío, tendría que comer más, y ello supondría un gran problema, puesto que los riñones se verían obligados a procesar mayores volúmenes de agua. De hecho, los colibríes expuestos a temperaturas frías pierden peso, ya que por culpa del exceso de agua no pueden ingerir todo el néctar que hubiesen necesitado.

Como he señalado antes, es diferente el comportamiento de los miembros de la familia Nectariniidae: no absorben todo el agua ingerida, ya que pueden llegar a descartar hasta el 60%. Se desconoce el mecanismo que les permite comportarse de ese modo, pero sabemos que es absolutamente necesario para ellos, dado que los lugares en los que viven experimentan a menudo bajas temperaturas.

La vida se presenta en ocasiones en forma de un nudo enredado: tres factores, -tamaño, temperatura, y modo de alimentación-, condicionan la distribución geográfica de los colibríes, y lo hacen de una forma verdaderamente enrevesada.

Referencia: C. Martínez del Rio, J. E. Schondube, T. J. McWhorter, y L. G. Herrera (2001): Intake Responses in Nectar Feeding Birds: Digestive and Metabolic Causes, Osmoregulatory Consequences, and Coevolutionary Effects; American Zoologist 41 (4): 902-915.


[1] La primera barrera es la piel impermeable; la segunda barrera la conforman la alta producción de orina y su baja concentración de sales; y la recuperación extrarrenal de sales constituye la tercera barrera. Es esta última la que de hecho evita la hiperhidratación, puesto que es el mecanismo que de forma específica opera con ese fin.

Vive en Cuba. Puede volar a 50 km/h. También es capaz, como los insectos, de volar hacia atrás; ninguna otra ave puede hacer eso. Bate sus alas a frecuencias que pueden ir desde 12 hasta 90 batidos por minuto; en realidad, parece más un insecto que un pájaro. Su nido tiene 3 cm de diámetro. Y no llega a los 2 g de masa. Se llama Mellisuga helenae, aunque en español se le llama pájaro mosca o zunzuncito. Es un colibrí, el colibrí más pequeño que hay. Hay otros muchos colibrís y todos son de muy pequeño tamaño. Pero ninguno es más pequeño que el zunzuncito.

Al ser tan pequeños y al realizar una actividad física tan intensa, el metabolismo de los colibríes es el más alto de entre los animales homeotermos, y su tasa metabólica es la más alta o una de las más altas del reino animal[1]. Por esa razón, sus necesidades de oxígeno son también muy elevadas, así como la frecuencia a la que late su corazón. La frecuencia cardiaca más alta que se ha medido jamás es de 1.260 latidos/minuto. Las necesidades de energía de los colibríes son también altísimas, pues de otra forma no podrían satisfacer las elevadas demandas metabólicas que genera la gran actividad que desarrollan. Por ello, han de comer mucho, y de hecho, teniendo en cuenta su tamaño, los colibríes son los animales que más comen.

Por otra parte, es tan alta la demanda energética de estas minúsculas aves que de noche, cuando no vuelan y no pueden alimentarse, reducen la actividad renal, la frecuencia cardiaca[2] y la temperatura corporal, de manera que disminuye de forma significativa su gasto metabólico. No debe olvidarse que al tratarse de unos animales tan pequeños, su metabolismo basal es también muy alto[3]. Así pues, en la noche entran en una especie de letargo, una situación similar, salvando las distancias temporales, a la de los mamíferos que hibernan durante los meses de invierno.

Los colibríes se alimentan, principalmente, de néctar, aunque de vez en cuando ingieren algún insecto para satisfacer sus necesidades de proteínas y de sales. El néctar es una fuente de glúcidos, pero la concentración de azúcar en el néctar de algunas flores es muy reducida. Por esa razón, para satisfacer sus necesidades energéticas, en ocasiones han de consumir importantes volúmenes de néctar y lo han de hacer con frecuencia. Los pájaros mosca, por ejemplo, llegan a visitar hasta 1.500 flores en un solo día, y eso que no dedican más de cinco horas diarias a extraer el néctar de las flores. Como consecuencia de una tarea tan intensa, aunque limitada en el tiempo, consiguen cada día una cantidad de alimento equivalente a su masa corporal, pero claro, dado que se trata de un alimento tan diluido, eso significa que han de ingerir una masa de néctar que es entre cinco y quince veces mayor.

Es verdaderamente ardua la tarea que le supone a un colibrí el poder alimentarse cada día, ¡y todo por ser tan pequeño!


[1] Es posible que la tasa metabólica de algún insecto volador sea más alta que la de los colibríes.

[2] Reducen la frecuencia cardiaca hasta 1-3 latidos/minuto.

[3] Ver la entrada titulada “El extraordinario corazón de la musaraña etrusca”.

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.