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¿Cómo se comunican las ballenas?

El artículo de esta semana está dedicado a la comunicación de los misticetos, es decir, los cetáceos que se alimentan gracias a la presencia de unas barbas de queratina. En concreto, veremos la comunicación acústica en los misticetos y nos fijaremos en un caso concreto: el de la ballena jorobada o yubarta. 

INTRODUCCIÓN

Antes de empezar a hablar sobre la comunicación en las ballenas, quiero aclarar el concepto ballena. Éste proviene del inglés whale, que en este idioma significa “gran cetáceo”, de manera que encontraremos en concepto tanto en odontocetos (cetáceos con dientes) como en los misticetos (cetáceos con barbas). De todas formas, debido a malas traducciones, en castellano el concepto ballena se refiere exclusivamente al grupo de los misticetos. En este artículo, pues, tomaremos la palabra ballena como equivalente de misticetos.

Bradbury y Vehrencamp definieron el término comunicación como el proceso a través del cual se da una información a través de una señal de un emisor a un receptor, de manera que el receptor utiliza esta información para decidir cómo responder o si responder a ella.

Hay distintos tipos de comunicación en los mamíferos marinos, ya sea química, visual, táctil o acústica. Debido a que la luz solar tiene una capacidad limitada de penetrar en el agua, las ballenas y otros mamíferos marinos tienen dificultades para comunicarse visualmente a cierta distancia, de manera que se comunican a través del sonido. Además, la comunicación química no es demasiado eficiente en el medio acuático.

EL PROCESO COMUNICATIVO EN BALLENAS

Producción y recepción del sonido

Mientras que se han encontrado estructuras anatómicas específicas para la producción y transmisión de sonidos en el caso de los odontocetos, en los misticetos no se han encontrado de equivalentes. En los misticetos, a pesar de tener laringe, les faltan las cuerdas bucales. Aún así, se cree que los senos craneales, cavidades vacías de los huesos craneales, están implicados en la fonación, aunque no se conoce con precisión como interviene.

Las grandes ballenas son los mamíferos mamíferos con las emisiones acústicas más sonoras. Las ballenas jorobadas o yubartas (Megaptera novaeangliae) emiten cantos de una gran capacidad, los cuales pueden durar horas y tienen tanta fuerza que pueden escucharse fuera del agua, lo que no es muy habitual. Bajo el agua, pueden recorrer grandes distancias, hasta varios kilómetros de distancia. Las ballenas azules (Balaenoptera musculus) y los rorcuales comunes (Balaenoptera physalis) no se quedan atrás: emiten sonidos de baja frecuencia que pueden viajar más de 3.200 km de distancia. De hecho, las ballenas azules generan sonidos de hasta 190 decibelios, los sonidos más fuertes producidos por un animal.

La balena blava (Balaenoptera musculus) pot generar sons de fins a 190 db (Foto: iTravel Cabo).
La ballena azul (Balaenoptera musculus) puede generar sonidos de hasta 190 db (Foto: iTravel Cabo).

Varios estudios de comportamiento han demostrado que todos los cetáceos, pero especialmente los odontocetos, tienen buen oído.

Función

Mientras que algunos expertos defienden que son utilizados para comunicarse a grandes distancias, otros sugieren que permite detectar el relieve submarino para poderse orientar (ecolocalización). De todas formas, gran parte de la comunidad científica cree que tienen una función comunicativa, incluyendo comportamientos como la exhibición y el establecimiento del territorio, entre otros.

EL CASO DE LAS BALLENAS JOROBADAS

La ballena jorobada (Megaptera novaeangliae), como ya se ha mencionado antes, produce sonidos muy complejos y que pueden recorrer grandes distancias. Se trata de uno de los misticetos más sonoros. Durante el invierno, en las zonas de apareamiento, estas ballenas producen canciones largas y muy complejas, en una misma zona. Se han encontrado diferencias entre ballenas jorobadas de diferentes zonas. Estos cantos (puedes escuchar uno aquí) tienen una duración de 10-15 minutos, aunque las pueden cantar durante horas, y están formadas por temas, frases y subfrases. Cada subfrase tiene una duración de segundos y está formada por sonidos de baja frecuencia (normalmente inferiores a los 1500 Hz).

Estructura del cant de les balenes de gep (Megaptera novaengliae) (Foto: Hawai's Marine Mammal Consortium).
Estructura del canto de les ballenas jorobadas (Megaptera novaeangliae) (Foto: Hawai’s Marine Mammal Consortium).

La complejidad, pero, no acaba aquí. La estructura de estas obras musicales va cambiando a lo largo del invierno. No sólo cambian la frecuencia y duración de las frases y los temas, sino que algunas de estas son substituidas por otras de nuevas. Además, también modifican la composición y secuencia de los temas a lo largo del tiempo.

De todas formas, hay que decir que todas las ballenas de una misma zona cantan la misma canción y que todas modifican los cantos a la misma velocidad que el resto de compañeras. Así pues, parecer ser que unas aprenden los cantos de otras.

Algunos estudios han puesto de relieve que son los machos adultos los únicos que generan estos cantos. Así pues, todo parece indicar que estos cantos tienen un papel importante en la reproducción, similar al canto de los pájaros. Por lo tanto, estos cantos indican a las hembras de qué especie se trata, su sexo, la posición que ocupa, que está a punto para el apareamiento y para competir con el resto de machos.

Así pues, ¿por qué cantan todos los machos a la vez? Un estudio de Mobley y Herman (1985) determinó que el hecho que los machos canten de forma simultánea estimula la sincronización de la ovulación de las hembras.

El cant simultani dels mascles estimula la sincronització de la ovulació de les femelles de balena de gep. (Foto: Yellowmagpie).
El canto simultáneo de los machos estimula la sincronización de la ovulación de las hembras de ballena jorobada (Foto: Yellowmagpie).

REFERENCIAS

  • Berta A, Sumich J & Kovacs KM (2006). Marine mammlas. Evolutionary biology. Ed. Academic Press (2 ed)
  • Day (2008). Guía para observar ballenas, delfines y marsopas en su hábitat. Ed. Blume
  • Perrin WF, Würsig B & Thewissen JGM (2009). Ed. Academic Press (2 ed)
  • Reeves RR, Stewart BS, Clapham PJ & Powell JA (2005). Guía de los mamíferos marinos del mundo. Ed. Omega

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Comunicación entre plantas: relaciones alelopáticas

Como siempre se ha dicho, las plantas no saben hablar, pero que no hablen no quiere decir que no se comuniquen entre ellas. Hace relativamente pocos años, durante el período 1930-40, se vio que las plantas también transmiten ciertos estímulos hacía otras. Pero, ¿qué tipo de comunicación hay entre ellas? ¿Cuáles son sus palabras y como las pronuncian? ¿Y que conlleva su interacción?

INTRODUCCIÓN

En 1937, Molisch introdujo el término de alelopatía haciendo referencia a las dos palabras del latín “Allelon” y “Pathos”, que quieren decir “de otro” y “sufrimiento” respectivamente. Pero el significado actual de esta palabra fue determinado por Rice en 1984. Ahora por alelopatía se entiende cualquier efecto que una planta transmite a otra de forma directa o indirecta a través de la producción de diferentes compuestos del metabolismo, ya sea causando un efecto positivo o negativo sobre la otra planta. Estos compuestos son los denominados aleloquímicos.

La planta libera los aleloquímicos al medio, pero no los dirige directamente a la zona de acción, por lo tanto se trata de un mecanismo pasivo. Para que la interacción alelopática sea efectiva se necesita que estas sustancias se distribuyan por el suelo o el aire y que lleguen a la otra planta. Una vez dentro de la planta receptora, ésta puede tener mecanismos de defensa y degradación de los compuestos, evitando el efecto, o por el contrario se producirá un efecto patológico.

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Alelopatía (Imagen adaptada de OpenClips)

VÍAS DE LIBERACIÓN

La liberación de aleloquímicos puede ser por 4 vías principales:

  • Lixiviación: la parte aérea de la planta deja ir sustancias por lavado, por la lluvia, y éstas caen sobre otras plantas o en el suelo. Por lo tanto, puede ser de efecto directo o indirecto según si cae encima de otra planta o no, aunque en principio se considera indirecto.
  • Descomposición: se trata de los restos que la planta deja caer al suelo, donde se descomponen por efecto de los microorganismos, los cuales ayudan a la liberación de los compuestos. Pueden ser desde hojas hasta ramas o raíces. Las sustancias que ahí se encuentran pueden estar inactivadas hasta que entren en contacto con la humedad o con los microorganismos o bien pueden estar activas y ser luego inactivadas por la actividad de los microorganismos o quedar retenidas en el suelo. Es una vía indirecta y es por la cual se liberan más compuestos al medio.
  • Volatilización: las sustancias se liberan por los estomas (estructuras que permiten el intercambio de gases y la transpiración). Éstas son volátiles e hidrosolubles, por lo tanto se pueden absorber por los estomas de otras plantas o sino se disuelven en el medio. Comúnmente las plantas que utilizan estas vías son de climas temperados y cálidos. Se considera una vía directa.
  • Exudación radicular: son las sustancias que las plantas liberan  por las raíces vivas de forma directa y se trata de compuestos de todo tipo. El sistema de exudación depende sobretodo del estado de las raíces, de su sistema radicular y de si se encuentran en crecimiento o no.
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Las 4 vías principales de liberación de aleloquimicos: volatilización (V), lixiviación (L), descomposición (D) y exudación radicular (E). (Imagen adaptada de OpenClips)

FACTORES REGULADORES

Los factores que influencian en la liberación de aleloquímicos son normalmente abióticos, como la elevada radiación de luz, la falta de humedad, un pH inadecuado, la luz ultravioleta, la temperatura, la falta de nutrientes, la polución o la contaminación (incluidos los pesticidas). Cuanto más estrés provoquen estos factores a la planta, más aleloquímicos se liberarán de rutas metabólicas secundarias.

  • Esto es importante a nivel de investigación y farmacia: para la generación de aceites relevantes muchas plantas se cultivan en condiciones de estrés, ya que es gracias a la producción de estos metabólicos secundarios que logran sobrevivir.

Después actúan también factores bióticos, como los insectos, los herbívoros o la competencia con otras especies de plantas. Estos activan las defensas de la planta, la cual puede segregar sustancias amargas, que endurecen los tejidos, que son toxicas o que desprenden olores desagradables, etc.

Finalmente, cada planta tiene su propio genoma y esto hace que sintetice unas sustancias u otras. Aunque también vienen determinadas por la fenología (etapas de la vida) y por el desarrollo (si el tamaño del organismo es más grande, podrá liberar más).

MODO DE ACCIÓN

Los aleloquímicos son muy diversos y por lo tanto es difícil establecer un modelo general de acción; ya que depende del tipo de compuesto, de las plantas receptoras y de como actúa éste.

Cuando hablamos de actuación a nivel interno, los aleloquímicos pueden actuar sobre una gran cantidad de parámetros fisiológicos. Tienen acción sobre la membrana celular, alteran la actividad de diferentes encimas o de proteínas estructurales o alteran el balance hormonal. También pueden inhibir o reducir la respiración celular o la síntesis de clorofila, lo que genera una reducción en la vitalidad, el crecimiento y el desarrollo general de la planta. Además, estas sustancias también pueden reducir la germinación de semillas o el desarrollo de plántulas, o afectar a la división celular, a la germinación de polen, etc.

Por otro lado, a nivel externo, los aleloquímicos pueden estar relacionados con la liberación o limitación de nutrientes retenidos en el suelo. Otros actúan sobre microorganismos, lo que conlleva una afección sobre las relaciones simbióticas que estos establecen. Además, estas sustancias tienen una gran importancia sobre la sucesión de generaciones, ya que determinan ciertas tendencias de competencia y actúan en la ecología del hábitat. Aun así, se trata de una competencia sucesiva, ya que no se compite directamente por los recursos principales.

EJEMPLOS

Uno de los aleloquímicos más conocidos es la juglona, producida por el nogal negro americano (Juglans nigra). Éste, una vez se libera al suelo, puede inhibir mucho el crecimiento de otras plantas alrededor del nogal. Esto permite al organismo emisor disponer de más recursos, evitando la competencia.

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Nogal negro americano (Juglans nigra) (Foto de Hans Braxmeier)

Un caso bien curioso es el de las acacias (Acacia). Estas plantas sintetizan un alcaloide toxico que migra a las hojas cuando el organismo es atacado por un herbívoro. La toxicidad de esta sustancia es elevada, ya que daña al contacto y también con la ingestión, llegando a ser mortal incluso para grandes herbívoros. Además, este alcaloide es volátil y se transfiere por el aire hacia otras acacias cercanas, funcionando como una alarma. Cuando las acacias cercanas reciben esta señal, segregan a sus hojas el componente toxico haciendo que se vuelvan más oscuras. Aun así, el efecto es temporal. Esto hace que animales como las jirafas se tengan que desplazar constantemente para comer unas pocas hojas de cada acacia, y siempre en dirección contraria al viento, para así evitar la toxicidad.

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Acacias (Acacia) (Foto de Sarangib)

Difusió-català

REFERECIAS

  • A. Aguilella & F. Puche. 2004. Diccionari de botànica. Col·leció Educació. Material. Universitat de València: pp. 500.
  • A. Macías, D. Marín, A. Oliveros-Bastidas, R.M. Varela, A.M. Simonet, C. Carrera & J.M.G. Molinillo. 2003. Alelopathy as a new strategy for sustainable ecosystems development. Biological Sciences in Space 17 (1).
  • J. Ferguson, B. Rathinasabapathi & C. A. Chase. 2013. Allelopathy: How plants suppresss other plants. University of Florida, IFAS Extension HS944
  • Apuntes de Fanerógamas, Fisiología Vegetal Aplicada y Análisis de la Vegetación, Grado de Biología Ambiental, UAB.