El mundo desde los ojos de una serpiente

Imagina que eres una serpiente. Te arrastras arras de suelo, con un cuerpo largo y delgado detrás. No tienes orejas y aunque tus ojos son grandes y están bien desarrollados, no puedes parpadear. Constantemente sacas la lengua, cosa que te informa de todo lo que ha pasado a tu alrededor, especialmente el olor del suculento ratón que llevas días buscando. Los ofidios han sufrido tantas modificaciones corporales que sus sentidos han tenido que adaptarse a su estilo de vida. Con más de 3.000 especies actuales de serpientes es difícil generalizar, pero en esta entrada explicaremos algunas de las adaptaciones sensoriales más curiosas de los ofidios actuales, intentando arrojar algo de luz al mundo de estos animales tan fascinantes e injustamente tratados.

OLFATO: PROBANDO EL AIRE

Uno de los sentidos más desarrollados de los ofidios es el olfato. Es sabido que las serpientes utilizan la lengua para oler el aire y detectar sustancias químicas. Antes se creía que las serpientes sólo utilizaban la lengua para oler y que el epitelio nasal solo servía para activar este mecanismo. Ahora sabemos que las serpientes huelen utilizando tanto la nariz como la lengua, aunque ésta les es más útil en determinadas situaciones.

Imagen de microscopio de un corte transversal del cráneo de una serpiente, en la que se ve el epitelio olfativo, tanto de la cavidad nasal como del órgano vomeronasal. Imagen de Elliott Jacobson.

Las serpientes prueban el aire mediante la lengua y el órgano vomeronasal u órgano de Jacobson. Este órgano no es exclusivo de las serpientes, ya que se encuentra también en otros lagartos, algunas salamandras y en muchos mamíferos. El órgano vomeronasal sirve para detectar sustancias químicas no volátiles (que necesitan contacto directo con el epitelio para ser detectadas) como por ejemplo feromonas o el rastro de una presa.

Esquema de la posición del órgano vomeronasal. Éste se forma durante el desarrollo embrionario a partir de la cavidad nasal y tiene una apertura al paladar. Imagen de Fred the Oyster.

La inconfundible lengua bífida de las serpientes está muy especializada en transportar partículas al órgano vomeronasal. Ésta presenta un seguido de papilas o depresiones (dependiendo de la especie) microscópicas que ayudan a la captación y retención de partículas olorosas. Después lleva esta información hasta el paladar, donde entra en contacto con el órgano vomeronasal.

Los varanos (parientes de las serpientes) también presentan una lengua bífida que les permite oler el aire. Foto de un varano acuático (Varanus salvator) en la India, de Dibyendu Ash.

Las serpientes sacan la lengua al aire o contra alguna superficie para recoger “muestras químicas” del ambiente. Además, se cree que el hecho de que la lengua sea bífida les sirve para detectar mejor la dirección de donde viene el estímulo, ya que la información que obtienen de cada punta de la lengua va a una de las dos cavidades del órgano vomeronasal y viaja hasta el cerebro por vías separadas.

Foto de una culebra de collar (Natrix natrix) sacando la lengua para probar el aire. Imagen de WikiImages.

Las serpientes utilizan esta información química para rastrear presas, buscar pareja y detectar el estado reproductor de otro individuo. Además, en un artículo reciente se ha estudiado como las serpientes (gracias a su sentido del olfato) eran capaces de reconocer a sus hermanos y familiares, escogiéndoles ante un desconocido para compartir sus refugios de hibernación.

OÍDO: ESCUCHAR SIN OÍDOS

El oído es uno de los sentidos menos desarrollados de los ofidios. La falta de oído externo hizo que durante mucho tiempo se pensase que las serpientes eran sordas. Aun así, recientemente se ha comprobado que las serpientes sí que tienen diferentes métodos para detectar diferentes tipos de vibraciones.

Retrato de una pitón de la India (Python molurus) en el que se ve claramente la ausencia de oído externo. Foto de Holger Krisp.

Como ya comentamos en una entrada anterior, las serpientes no presentan ni oído externo ni tímpanos. Aun así, sí que presentan todos los elementos del oído interno característicos de los tetrápodos. Lo que cambia es el método de transmisión de los estímulos vibracionales, que en los ofidios se lleva a cabo mediante un hueso llamado columella.

Esquema del aparato auditivo de una serpiente cualquiera. Imagen de Dan Dourson.

La columella es un pequeño hueso largo y delgado que está atado mediante ligamientos y tejidos cartilaginosos a la parte posterior de la mandíbula superior y se articula con la mandíbula inferior. Las serpientes tienen una a cada lado del cráneo y realizan una función equivalente a los estribos (huesos del oído medio de los mamíferos). Las columellas están completamente envueltas de tejidos de manera que las vibraciones, tanto aéreas como terrestres o acuáticas, son transmitidas a estos huesos, los cuáles se encuentran en contacto con el líquido del oído interno.

Aun así, la sensibilidad de las serpientes a las ondas aéreas es bastante limitada. Por ejemplo, mientras que los seres humanos podemos oír vibraciones aéreas de entre 20 y 20.000 Hz, las serpientes sólo detectan vibraciones entre los 50 y 1.000 Hz. Aún y teniendo un rango auditivo tan limitado, en algunas especies de serpientes se ha visto que el aparato auditivo puede recibir estímulos vibratorios de cualquier parte del cuerpo, ya que éstos se transmiten a través de los tejidos hasta las columellas.

Las serpientes acuáticas como la anaconda (Eunectes murinus) pueden detectar con todo el cuerpo los sonidos de animales moviéndose bajo el agua. Foto de Ddouk.

Aún con las limitaciones que tienen para detectar ondas aéreas, lo que se les da mejor es detectar vibraciones provenientes del suelo o del agua. La mayoría de serpientes pueden detectar con gran precisión la vibración causada por los pasos de una presa apoyando la mandíbula inferior (que está en contacto con las columellas) al sustrato.

La víbora cornuda arábica (Cerastes gasperettii) es una serpiente que vive en desiertos arenosos, donde el terreno permite una gran transmisión de vibraciones terrestres. Imagen de Zuhair Amr.

VISTA: LUZ Y COLOR

Los ojos de las serpientes no difieren mucho de los del resto de vertebrados terrestres. Pero sí que tienen algunas características especiales, debido seguramente a sus orígenes subterráneos o subacuáticos. La mayoría de científicos creen que las serpientes por decirlo de algún modo, tuvieron que “reinventar sus ojos”.

Los ofidios más  primitivos, como esta serpiente ciega europea (Typhlops vermicularis), tienen ojos pequeños y poco desarrollados. Imagen de Kiril Kapustin.

La estructura del ojo es prácticamente igual que en el resto de tetrápodos. Una diferencia es el método de enfoque que, mientras que en el resto de tetrápodos el ojo enfoca cambiando la curvatura del cristalino, las serpientes enfocan moviendo el cristalino adelante y atrás. Además, mientras que casi todos los vertebrados terrestres tienen párpados que protegen el ojo, las serpientes tienen una escama ocular transparente que se renueva cada vez que mudan de piel.

Víbora ratonera (Pantherophis obsoletus) a punto de mudar de piel, momento en que la escama ocular se ve opaca. Foto de Bob Warrick.

Dependiendo del estilo de vida de la serpiente su visión presenta adaptaciones diferentes, aunque en la mayoría de especies la retina presenta tanto bastones (sensibles en condiciones de poca luz) como conos (permiten ver los detalles y el color). Las serpientes subterráneas más primitivas presentan ojos bastante simples, con sólo bastones que les permiten diferenciar la luz de la oscuridad. En cambio la mayoría de serpientes diurnas presentan pupilas redondas con conos y bastones.

Muchas serpientes arborícolas como esta serpiente látigo verde (Ahaetulla nasuta) presentan pupilas horizontales que les permiten aumentar su campo de visión, haciendo que puedan calcular mejor las distancias entre rama y rama. Foto de Shyamal.

Aparte de la luz visible, algunas serpientes pueden ver otras longitudes de onda. Los crótalos y algunos pitonomorfos (pitones y boas) pueden detectar la radiación infrarroja, pudiendo ver la signatura térmica de su alrededor. Esto les resulta extremamente útil para detectar las presas en condiciones de poca luz, ya que pueden percibir su calor corporal.

Fotos de una pitón y un crótalo donde se señalan tanto las narinas (flechas negras) como las cavidades termorreceptoras (flechas rojas). Imagen de Serpent nirvana.

Esto lo consiguen mediante las cavidades termorreceptoras, unas cavidades que han aparecido independientemente en los crótalos y en los pitonomorfos. Mientras que los crótalos sólo presentan un par de fosetas loreales a ambos lados del hocico, los pitonomorfos presentan varias fosetas labiales en el labio superior o en el inferior. Aunque tienen menos, las de los crótalos son más sensibles que las de las pitones.

Esquema de la estructura de la cavidad termorreceptora de un crótalo. Ésta presenta una membrana sensible a los cambios de temperatura, detrás de la cual hay una cámara con aire y nervios sensibles al calor. Este aire se dilata con los incrementos de temperatura y activa el nervio trigémino. Imagen de Serpent nirvana.

Estas fosetas son extremadamente sensibles y pueden detectar cambios de temperatura de hasta 0,001°C. El nervio trigémino llega al cerebro vía el tectum óptico, haciendo que la imagen detectada por los ojos se superponga con la imagen infrarroja de las fosetas. Ésto hace que estas serpientes detecten tanto la luz visible (como nosotros) como la radiación infrarroja, de una forma que a nosotros nos resulta imposible de imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se nos explica como una cascabel de los bosques (Crotalus horridus) utiliza su detección de la radiación infrarroja para cazar una rata en la oscuridad.

Como habéis visto, las serpientes perciben el mundo de forma muy diferente a la nuestra. Las serpientes no dejan indiferente a nadie y, de la misma forma que distintas personas ven a las serpientes de formas diferentes, las diferentes especies de ofidios presentan adaptaciones diferentes y diversas para percibir el mundo que les rodea. Esperemos que con esta entrada hayáis podido entender un poco mejor el increíble mundo en el que viven las serpientes.

REFERENCIAS

Las siguientes fuentes han sido consultadas durante la elaboración de esta entrada:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Imagen de portada de Bernard Dupont.

El món des dels ulls d’una serp

Imagina’t que ets una serp. T’arrossegues arràn de terra, amb un cos llarg i prim al darrera. No tens orelles i tot i que els teus ulls són grans i estàn ben desenvolupats, no pots parpellejar. Constantment treus la llengua, cosa que t’informa de tot el que ha passat al teu voltant, especialment l’olor del suculent ratolí que fa dies que busques. Els ofidis han patit tantes modificacions corporals que els seus sentits s’han hagut d’adaptar al seu estil de vida. Amb més de 3.000 espècies actuals de serps és difícil generalitzar, però en aquesta entrada explicarem algunes de les adaptacions sensorials més curioses dels ofidis actuals, intentant portar llum al món d’aquests animals tant fascinants i injustament tractats.

OLFACTE: TESTANT L’AIRE

Un dels sentits més desenvolupats dels ofidis és l’olfacte. És sabut que les serps utilitzen la llengua per olorar l’aire i detectar substàncies químiques. Abans es creia que les serps només feien servir la llengua per olorar i que l’epiteli nasal només servia per activar aquest mecanisme. Ara sabem que les serps oloren fent servir tant el nas com la llengua, tot i que aquesta els és més útil en determinades situacions.

Imatge de microscopi d’un tall transversal del crani d’una serp, on es veu l’epitel·li olfactiu tant de la cavitat nasal com de l’òrgan vomeronasal. Imatge de Elliott Jacobson.

Les serps tasten l’aire mitjançant la llengua i l’òrgan vomeronasal o òrgan de Jacobson. Aquest òrgan no és exclusiu de les serps, ja que es troba també en altres llangardaixos, algunes salamandres i en molts mamífers. L’òrgan vomeronasal serveix per detectar substàncies químiques no volàtils (que necessiten contacte directe amb l’epiteli per ser detectades) com ara feromones o el rastre d’un presa.

Esquema de la posició de l’òrgan vomeronasal. Aquest es forma durant el desenvolupament embrionari a partir de la cavitat nasal i té una obertura al paladar. Imatge de Fred the Oyster.

L’inconfusible llengua bífida de les serps està molt especialitzada en transportar partícules fins a l`organ vomeronasal. Aquesta presenta un seguit de papil·les o depressions (depenent de l’espècie) microscòpiques que ajuden a la captacio i retenció de partícules oloroses. Després porta aquesta informació fins al paladar, on entra en contacte amb l’òrgan vomeronasal.

Els varans (parents de les serps) també presenten una llengua bífida que els permet ensumar l’aire. Foto d’un varà aquàtic (Varanus salvator) a l’Índia, de Dibyendu Ash.

Les serps sacsegen la llengua a l’aire o contra alguna superfície per recollir “mostres químiques” de l’ambient. A més, el fet de que la llengua sigui bífida es creu que els serveix per a detectar millor la direcció d’on ve l’estímul, ja que la informació que obtenen de cada punta de la llengua va a una de les dues cavitat de l’òrgan vomeronasal i viatja fins al cervell per vies separades.

Foto d’una serp de collar (Natrix natrix) treient la llengua per tastar l’aire. Imatge de WikiImages.

Les serps utilitzen aquesta informació química per a rastrejar preses, buscar parella i detectar l’estat reproductor d’un altre individu. A més, en un article recent s’ha estudiat com les serps (gràcies al seu sentit de l’olfacte) eren capaces de reconèixer als seus germans i familiars, triant-los abans que un desconegut per a compartir els seus caus d’hivernació.

OÏDA: SENTIR-HI SENSE ORELLES

L’oïda es un dels sentits menys desenvolupats dels ofidis. L’absència d’oïda externa va fer que durant molt de temps es pensés que les serps eren sordes. Tanmateix, recentment s’ha comprovat que les serps sí que tenen diferents mètodes per a detectar diferents tipus de vibracions.

Retrat d’una pitó de l’Índia (Python molurus) en el que es veu clarament l’absència d’oïda externa. Foto de Holger Krisp.

Com ja vam comentar en una entrada anterior, les serps no presenten ni oïda externa ni timpans. Tanmateix, sí que presenten tots els elements de l’oïda interna característics dels tetràpodes. El que canvia és el mètode de transmissió dels estímuls vibracionals, que en els ofidis es duu a terme mitjançant un òs anomentat columella.

Esquema de l’aparell auditiu d’una serp qualsevol. Imatge de Dan Dourson.

La columella és un petit òs llarg i prim que està lligat mitjançant lligament i teixits cartilaginosos a la part posterior de la mandíbula superior i s’articula amb la mandíbula inferior. Les serps en tenen una a cada costat del crani i tenen una funció equivalent als estreps (òssos de l’oïda mitja dels mamífers). Les columelles estàn completament envoltades de teixits de manera que les vibracions, tant aèries com terrestres o aquàtiques, són tranmeses a aquests ossos, els quals es troben en contacte amb el líquid de l’oïda interna.

Tot i així, la sensibilitat de les serps a les ones aèries és força limitada. Per exemple, mentre que els éssers humans podem sentir vibracions aèries d’entre 20 i 20.000 Hz, les serps només detecten vibracions entre els 50 i 1000 Hz. Tanmateix, tot i tindre un rang auditiu tant limitat, en algunes espècies de serps s’ha vist que l’aparell auditiu pot rebre estímuls vibratoris de qualsevol part del cos, ja que aquests es transmeten a través dels teixits fins a les columelles.

Les serps aquàtiques com l’anaconda (Eunectes murinus) poden detectar amb tot el cos els sons d’animals movent-se sota l’aigua. Foto de Ddouk.

Tot i les limitacions que tenen en detectar les ones aèries, el que se’ls dóna millor és detectar les vibracions provinents del terra o de l’aigua. La majoria de serps poden detectar amb gran precisió la vibració causada per les passes d’una presa arrepenjant la mandíbula inferior (que està en contacte amb les columelles) al substrat.

L’escurçó banyut aràbic (Cerastes gasperettii) és una serp que viu en deserts sorrencs, on el terreny permet una gran transmissió de vibracions terrestres. Imatge de Zuhair Amr.

VISTA: LLUM I COLOR

Els ulls de les serps no difereixen gaire dels de la resta de vertebrats terrestres. Sí que tenen però algunes característiques especials, degut segurament als seus orígens subterranis o subaquàtics. La majoria de científics creuen que les serps van tindre que per dir-ho d’alguna manera, “reinventar els seus ulls”.

Els ofidis més primitius, com aquesta serp cega europea (Typhlops vermicularis), tenen ulls petits i poc desenvolupats. Imatge de Kiril Kapustin.

L’estructura de l’ull és pràcticament igual que en la resta de tetràpodes. Una diferència és el mètode d’enfoc que, mentre que en la resta de tetràpodes l’ull enfoca canviant la curvatura del cristal·lí, les serps enfoquen movent el cristal·lí endavant i endarrera. A més, mentre que quasi tots els vertebrats terrestres tenen parpelles que protegeixen l’ull, les serps tenen una escama ocular transparent que es renova cada cop que muden de pell.

Serp ratera occidental (Pantherophis obsoletus) a punt de mudar de pell, moment en que l’escama ocular es torna opaca. Foto de Bob Warrick.

Depenent de l’estil de vida de la serp la seva visió presenta adaptacions diferents, tot i que en la majoria d’espècies la retina presenta tant bastons (sensibles en condicions de poca llum) com cons (permeten veure els detalls i els colors). Les serps subterrànies més primitives presenten ulls força simples, amb només bastons que els permeten diferenciar la llum i la foscor. En canvi la majoria de serps diurnes presenten pupil·les rodones amb cons i bastons.

Moltes serps arborícoles com aquesta serp fuet verda (Ahaetulla nasuta) presenten pupil·les horitzontals que els permeten augmentar el seu camp de visió, fent que puguin calcular millor les distàncies entre branca i branca. Foto de Shyamal.

A part de la llum visible, algunes serps poden veure altres longituds d’ona. Els cròtals i alguns pitonomorfs (pitons i boes) poden detectar la radiació infrarroja, podent veure la signatura térmica del seu voltant. Això els resulta extremament útil per a detectar les preses en condicions de poca llum, ja que poden percebre la seva escalfor corporal.

Fotos d’una pitó i un cròtal on es senyalen tant els forats del nas (fletxes negres) com les fossetes termorreceptores (fletxes vermelles). Imatge de Serpent nirvana.

Això ho aconsegueixen mitjançant les fossetes termorreceptores, unes cavitats que han aparegut independentment en els cròtals i en els pitonomorfs. Mentres que els cròtals presenten només un parell de fossetes loreals a banda i banda del musell, els pitonomorfs en presenten vàries de labials en el llavi superior o l’inferior. Tot i tindre’n menys, les dels cròtals són més sensibles que les de les pitons.

Esquema de l’estructura de la fosseta termorreceptora d’un cròtal. Aquesta presenta una membrana sensible als canvis de temperatura, darrera de la qual hi ha una cambra amb aire i nervis sensibles a l’escalfor. Aquest aire es dilata amb els increments de temperatura i activa el nervi trigèmin. Imatge de Serpent nirvana.

Aquestes fossetes són extremadament sensibles i poden detectar canvis de temperatura de fins a 0,001°C. El nervi trigèmin arriva al cervell via el tectum òptic, fent que la imatge detectada pels ulls es superposi amb l’imatge infrarroja de les fossetes. Això fa que aquestes serps detectin tant la llum visible (com nosaltres) com la radiació infrarroja, d’una forma que a nosaltres ens resulta impossible d’imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se’ns explica com un cròtal de bosc (Crotalus horridus) utilitza la seva detecció de la radiació infrarroja per a caçar una rata en la foscor.

Com heu vist, les serps perceben el món de forma molt diferent a la nostra. Les serps no deixen indiferent a ningú i, de la mateixa forma que diferents persones veuen a les serps de formes diferents, les diferents espècies d’ofidis presenten adaptacions diferents i diverses per a percebre el món que les envolta. Esperem que amb aquesta entrada hàgiu pogut entendre una mica millor l’increïble món en el que viuen les serps.

REFERÈNCIES

Les següents fonts han estat consultades durant l’elaboració d’aquesta entrada:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Imatge de portada de Bernard Dupont.