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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La sonora vista de los murciélagos

En una colaboración anterior señalábamos que existen muchos malentendidos sobre los murciélagos, cuyas beneficiosas aportaciones ecológicas son desconocidas para un buen número de personas

En una colaboración anterior señalábamos que existen muchos malentendidos sobre los murciélagos, cuyas beneficiosas aportaciones ecológicas son desconocidas para un buen número de personas. Lo mismo ocurre respecto a su visión, ya que es una creencia generalizada que son ciegos, que no ven a la luz del día y que únicamente por la noche, mediante un mecanismo semejante al del radar, la ecolocalización, pueden conocer los objetos que les rodean. Pero esta circunstancia sólo tiene lugar en algunas especies de todas las existentes.
 
En realidad, agrupados en el orden Chiroptera, cuentan con más de mil especies diferentes, con tamaños que van desde los pocos centímetros hasta envergaduras superiores a los dos metros, siendo los únicos mamíferos voladores existentes y presentan aspectos evolutivos ciertamente interesantes. El fósil de murciélago más antiguo conocido data de hace unos 55 millones de años y muestra una forma muy similar a la de las especies actuales que se pueden considerar evolutivamente derivadas de dos líneas diferentes. Los Megachiropteranos, vulgarmente conocidos como zorros voladores, son comedores exclusivos de frutas y néctares y suelen acampar en grandes colonias arbóreas, estando dotados de un sentido de la vista de gran agudeza. Por otra parte, los Microchiropteranos comprenden unas 760 especies y la mayor parte son insectívoros nocturnos. Aunque hasta ahora se creía en su origen común, no faltan ideas diferentes y así el científico australiano Dr. Pettigrew, de la Universidad de Queensland, defiende un origen dual basado en la extraordinaria semejanza entre las vías neuronales visuales de los cerebros de los megamurciélagos y las de los primates, entre ellos el hombre, propugnando que hace unos 30 millones de años se produjo la diferenciación que dio lugar a que los lemures voladores (primates) fuesen evolucionando hasta los megamurciélagos, mientras que el origen de los micromurciélagos radicaría en ciertos insectívoros nocturnos. Un proceso evolutivo convergente les proporcionó a ambas líneas de alas muy parecidas. El propio nombre del orden Chiroptera, proviene de una palabra griega que significa alas en forma de palma de la mano. Para dilucidar entre el origen común y el dual están en marcha diversas investigaciones con sofisticadas técnicas inmunológicas, proteínicas, de secuenciación de genes, etc.
 
Sea cual sea su historia evolutiva, la ecolocalización o el biosonar en los murciélagos son característicos únicamente de algunas especies de la rama micro y el resto de los pertenecientes a esta rama y todos los de la macro poseen sistemas visuales convencionales de gran agudeza diurna e incluso, frecuentemente, nocturna. La ecolocalización es de gran utilidad, sobre todo para los murciélagos que viven en cuevas, y su precisión es tal que les permite encontrar el camino a través de estrechos pasadizos, detectar obstáculos tan finos como un cabello humano, o capturar diminutos insectos, todo ello en la más completa oscuridad, lo que supone una eficacia y sofisticación muy superiores a las de cualquier sistema electrónico hasta ahora desarrollado por el hombre.
 
El proceso comienza al pasar el aire por la laringe, donde al igual que ocurre en la vocalización humana, tienen lugar vibraciones muy rápidas. Pero en los murciélagos que consideramos, las frecuencias son extremadamente elevadas, de 25.000 a 75.000 hertzios (vibraciones por segundo) e incluso a veces alcanzan el valor de los 200.000 hertzios. Si recordamos que la percepción humana comprende el rango de los 20 a 20.000 hertzios, es fácilmente entendible que los sonidos emitidos por estos murciélagos entren en la categoría de ultrasonidos, y son emitidos, dependiendo de la especie, a través de la nariz o de la boca. Buena parte de la anatomía de la nariz, facies y orejas de los murciélagos están adaptadas evolutivamente para la mejor emisión y detección de estos sonidos. Los pulsos cortos de ultrasonidos emitidos sufren reflexiones al chocar contra cualquier objeto y los ecos resultantes, con un retraso temporal proporcional a la distancia recorrida, constituyen la base informativa que ha de procesar el sistema neuronal audiovisual del murciélago. 
 
Los pulsos de ultrasonidos son de dos tipos, según las circunstancias: FC o de frecuencia constante y FM o de frecuencia modulada. Los FC son pulsos largos de unos 10 milisegundos mientras que los FM son más cortos y su tono va descendiendo durante su emisión. Los FC son más frecuentes en especies que han de localizar insectos sobre fondos complejos, mientras los FM son más válidos cuando lo que se necesita es una mayor resolución. A menudo una misma especie puede emitir ambos tipos de sonidos y al igual que sucede en los humanos, el sonido de cada individuo murciélago puede estar muy personalizado, lo que les permite ventajas cuando cazan o vuelan en grupo en la oscuridad o cuando buscan una de sus crías entre miles de ellas situadas en el techo de una cueva.
 
¿Cómo procesan los murciélagos los ecos recibidos? Un gran avance en la comprensión de este complicado proceso ha sido la reciente publicación, el mes pasado, en la revista Nature de un artículo del Dr. Dear y sus colaboradores del Departamento de Neurociencias y Psiquiatría de la Brown University de Providence, USA. En el mismo exponen sus investigaciones sobre cómo los ecos de objetos situados a diferentes distancias se procesan en las neuronas de la corteza auditiva del murciélago Eptesicus, o murciélago grande marrón, dando lugar a una representación escénica tridimensional, muy semejante a lo que sería una regeneración de imágenes mediante visión computacional, es decir, mediante la conversión de los sonidos casi en escenas, que hacen posible la percepción simultánea del rango, dirección y forma de los objetos reflectores de los ultrasonidos. 
 
Para llevar a cabo la investigación comentada se implantaron electrodos especiales en las llamadas neuronas de ecodemora en diversas zonas de la corteza auditiva del murciélago y mediante ordenador se generaron estímulos acústicos de ultrasonidos, con ecos simulados, permitiendo estudiar el tiempo de llegada de cada estímulo a las diferentes neuronas situadas en diferentes posiciones, así como sus curvas y características de respuestas, entre ellas los llamados mejores retrasos de eco, grado de agudeza de sintonización, etc., que varían con la localización de la neurona, lo que permite que las neuronas se activen y sintonicen en el rango de 2 a 28 milisegundos, lo que correspondería a ecos producidos por objetos situados entre 30 y 500 centímetros, es decir el rango biológico más relevante. El hecho de que en una subpoblación de neuronas la agudeza del retraso de sintonización aumente para cada mejor retraso y que se acumulen las respuestas a los ecos de los diferentes retrasos, permite integrar todos los ecos dispersos temporalmente que llegan, en forma de una serie de imágenes neuronales concurrentes, acumulativas, que se corresponderían a la implementación neural de un algoritmo computacional que es conocido con el nombre informático de algoritmo de descomposición-multirresolución, encontrándonos pues con un nuevo ejemplo de que usualmente cualquier logro técnico responde a modelos que en la naturaleza ya existen y operan con mucha mayor eficacia.
 
Información adicional
 
* La estructura ósea de las alas de los murciélagos se corresponde con gran precisión a la de las manos y brazos humanos, aunque con proporciones diferentes, con los huesos de los dedos más alargados, y firmemente entrelazados por una delicada membrana de piel.
 
* Entre los Megarochiroptanos, comedores de frutas y néctares, se encuentran algunas de las especies de murciélagos más grandes conocidas. Pero los prefijos mega y micro no son absolutos, de modo que algunos Microchiroptanos llegan a ser del tamaño de un cuervo, mayores que los Megachiroptanos más pequeños.
 
*Los murciélagos también pueden emitir sonidos de alta frecuencia, sin llegar a los ultrasonidos, con alcances que superan los 100 metros. Por otra parte, algunas especíes utilizan su fino oído para capturar presas localizadas por el sonido que emiten. En las selvas húmedas de Panamá, hace unos años, se observó que murciélagos comedores de ranas localizaban a las ranas machos de ciertas especies por las llamadas de apareamiento que emitían. Al cabo de cierto tiempo se pudo comprobar que las ranas variaron su comportamiento acústico.