Ciencia

¿Está justificada la mala fama del gran tiburón blanco?

El tiburón blanco no es sólo un extraordinario depredador por su anatomía, sino por una fisiología que le permite depredar eficaz y activamente presas de sangre caliente.

¿Está justificada la mala fama del gran tiburón blanco? | SHUTTERSTOCK / VISIONDIVE

Si hay un animal que arrastra una leyenda negra, ese es el tiburón blanco.

Carcharodon carcharias (que es como se denomina taxonómicamente) es un consumidor cuaternario o superdepredador. Eso implica que se sitúa en el nivel más alto de la cadena trófica al incluir en su alimentación a otros depredadores, rasgo que comparte con otros “comecarnívoros” como las águilas, los osos polares o las orcas. Sin embargo, es el gran blanco el que encabeza el pódium de la especie más temida. De ello es responsable, en gran medida, la magnífica película Jaws (doblada al español como Tiburón), del no menos genial director Steven Spielberg.

La cuestión es: ¿merece de verdad esta especie esa temible fama?

Cartel de la película Jaws (Tiburón), dirigida por Steven Spielberg en 1975.

El sexto sentido de los tiburones

Los escualos constituyen un grupo evolutivamente muy homogéneo y con un origen de lo más antiguo dentro de los vertebrados. En el cretácico (era mesozoica) ya existían representantes de prácticamente todos los grupos. Eso significa que han sobrevivido a lo largo de millones de años, compitiendo exitosamente con peces mucho más modernos gracias a que poseen caracteres anatómicos y fisiológicos bastante singulares.

Es de todos conocida la disposición multihilera de sus dientes, así como su extraordinaria sensibilidad olfativa. También es vox pópuli su forma de protraer las mandíbulas al atacar, hecho posible gracias a que su mandíbula superior (el cartílago palatocuadrado) no está soldada al cráneo.

Pero quizás no sean tan populares sus exclusivas ampollas de Lorenzini. Se trata de un sexto sentido (en la interpretación literal del término) que se abre al exterior en multitud de poros, especialmente distinguibles en su cabeza. Con ellas, y jugando con las concentraciones de calcio y potasio de forma muy específica y adaptativa, consiguen detectar algo impensable para nosotros: campos electromagnéticos.

Este sentido lo usan para comunicarse durante sus interacciones sociales y reproductivas. Y, lo que es más fascinante, con él detectan presas incluso si están camufladas visualmente, permanecen estáticas o no emiten ningún olor. Como su umbral de detección es de un voltaje bajísimo (del orden de 5 nanovoltios/cm), detectan la presa simplemente por la alteración eléctrica de su latido cardíaco.

Para rematar, las ampollas de Lorenzini funcionan como brújulas endógenas que les procuran orientación permanentemente. Recordemos que nuestro planeta, gracias a su núcleo de hierro, es un gigantesco dipolo. Los seláceos, que detectan los campos magnéticos que éste genera, siempre tienen claras sus referencias cardinales.

Estamos pues, ante un grupo de animales que navegan y detectan presas o enemigos mejor que cualquiera de nuestras modernísimas embarcaciones dotadas de sónar, radar y GPS. Asombroso.

Electrorreceptores en la cabeza de un tiburón. Wikimedia Commons

Un tiburón bastante especial

Todo lo que hemos expuesto hasta ahora lo comparten todos los elasmobranquios, desde el enorme tiburón ballena a la más humilde de las pintarrojas, pasando por los también temidos jaquetones (Carcharinus), tiburones tigre (Galeocerdo) o tiburones martillo (Sphyrna). Sin embargo, la fama se la lleva el tiburón blanco. ¿El motivo?

De entrada, pertenece a la familia de los lámnidos, un club selecto de cinco especies vivientes extraordinariamente hidrodinámicas, robustas, compactas, rápidas, grandes y con una dentición muy desarrollada. De todas ellas, Carcharodon carcharias es la que puede alcanzar un mayor tamaño. Y claro, a la hora de depredar, el tamaño importa.

Evitando todas las citas no contrastadas oficialmente de blancos de más de 7 metros, la mayor medición objetiva corresponde a una hembra de 6,3 metros de longitud total y 1,6 toneladas de peso. Interesante, especialmente si se trata de depredar sobre especies que, a su vez, son depredadoras, esto es, que pueden utilizar sus “armas” para su propia defensa.

Por otra parte, los grandes triángulos serrados que configuran las hileras de su dentadura, y que se orientan en varias direcciones simultáneamente, son eficientes sistemas de asegurar la captura y muerte de animales tan grandes como un león marino.

Tiburón blanco cazando un lobo marino (Arctocephalus pusillus) en la Isla de las Focas, cerca de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica.

Gestión de la grasa

No queda ahí la cosa. El tiburón blanco posee un as en la manga que es básico para rentabilizar el proceso depredador. Antes de explicarlo es necesario recordar que, a diferencia de los osos o las orcas, hablamos de un pez, es decir, de un poiquilotermo o “animal de sangre fría”. Esto significa que su fisiología no le permitiría calentar lo que se está comiendo.

Es importante porque las grasas, para ser procesadas, tienen que estar en estado líquido, es decir, deben “derretirse”. Cuando usted se toma un buen chorizo o una rebanada de pan con mantequilla, su calor corporal propio de animal homeotermo hace que la fracción grasa de lo ingerido se funda en el estómago. Así las puede emulsionar con las sales biliares (que llegan al duodeno desde el colédoco) y, una vez digeridas, su intestino puede absorber los necesarios y calóricos ácidos grasos.

El tiburón blanco, en principio, no podría realizar este proceso por lo que de poco le serviría, en términos energéticos, la sabrosa y grasienta foca que se acaba de merendar. Pero la evolución lo ha dotado de un mecanismo espectacular: una rete mirabile extraordinariamente desarrollada. Se trata de una compleja red de arteriolas y vénulas muy cercanas entre sí que, por un sistema de contracorrientes, consigue dos efectos locales muy interesantes: elevar la presión parcial de oxígeno y aumentar la temperatura.

Esto evita que el calor generado metabólicamente por el escualo se disipe hacia el agua circundante, como le pasa normalmente a los peces, consiguiendo elevar su temperatura interna hasta 15ºC en áreas anatómicas concretas. Las consecuencias son más que provechosas: puede aumentar su área de distribución por aguas frías, su contracción muscular es más eficiente y rápida, su cerebro procesa mejor la información y su digestivo asimila las grasas con una eficiencia impensable para un pez.

En suma, no es sólo un extraordinario depredador por su anatomía, sino por una práctica homeotermia fisiológica que le permite depredar eficaz y activamente presas de sangre caliente como las rápidas focas o los ágiles nadadores pinnípedos.

Su fama es, por tanto, merecida. Y no necesita de efectos especiales postizos. Los mediocres directores de películas que han intentado emular al genial Spielberg se podían haber ahorrado los inviables rugidos de tigre en un animal que no tiene pulmones, y por lo tanto, nunca podría emitir esos “aéreos” sonidos.

Ciencia

Las ballenas dejan de cantar para aparearse cuando sus poblaciones se recuperan

Las ballenas jorobadas de Australia han cambiado su comportamiento a medida que sus poblaciones crecen: en lugar de cantar, los machos compiten más a menudo físicamente por parearse.

Una ballena jorobada adulta en superficie | CETACEAN ECOLOGY GROUP, UNIVERSITY OF QUEENSLAND.

Los buenos tiempos para las ballenas jorobadas han traído menos canciones y más ‘peleas’. Es un poco antiintuitivo, pero es lo que indican los resultados de un estudio publicado este jueves en la revista Communications Biology por un equipo de investigadores.

Rebecca Dunlop y Celine Frere estudiaron las tácticas de apareamiento de las ballenas jorobadas en la costa de Peregian Beach, Australia, mediante el análisis de datos recopilados durante 123 días en 1997, 2003 a 2004, 2008 y 2014 a 2015. Durante este período, la población aumentó de aproximadamente 3700 a 27.000 ballenas.

Rebecca Dunlop y Celine Frere estudiaron las tácticas de apareamiento de las ballenas jorobadas en la costa de Peregian Beach, Australia, mediante el análisis de datos recopilados durante 123 días en 1997, 2003 a 2004, 2008 y 2014 a 2015. Durante este período, la población aumentó de aproximadamente 3700 a 27.000 ballenas.

Lo que han visto es que los aumentos posteriores a la caza de ballenas en el número de ballenas jorobadas del este de Australia pueden haber llevado a los machos a cambiar sus tácticas de apareamiento de cantar a competir físicamente con otros machos. El resultado destaca cómo las ballenas jorobadas han adaptado sus comportamientos sociales a medida que sus poblaciones se han recuperado.

Ballenas recuperadas

Las ballenas jorobadas del este de Australia fueron cazadas casi hasta la extinción en la década de 1960, pero desde entonces la población se ha recuperado a los números anteriores a la caza de ballenas. Sin embargo, no ha quedado claro qué efecto han tenido estos aumentos de densidad de población en las tácticas de apareamiento.

Dunlop y Frere observaron que, a medida que la población se recuperó, se producía una disminución en el uso del canto como estrategia de apareamiento, y la proporción de ballenas cantoras disminuyó de dos de cada diez machos en 2003 a 2004 a uno de cada diez en 2014 a 2015

Los machos de 2003 a 2004 también eran menos propensos a cantar cuando la densidad de machos en su círculo social era más alta. Para entenderlo mejor, los cantores tenían tres o menos machos que no cantaban en su círculo social, mientras que en la situación en la que los machos ya no cantaban, estos tenían en su círculo social cuatro o más machos que no cantaban, es decir, se movían en un entorno con muchos más competidores y más cercanos.

Una ballena jorobada adulta saltando |GRUPO DE ECOLOGÍA DE CETÁCEOS, UNIVERSIDAD DE QUEENSLAND.

Fuerza vs canto

Por otro lado, los autores identificaron un cambio en el éxito de las estrategias de apareamiento con canto frente a las que no cantan, como la competencia física con otros machos, para permitir que los machos accedieran a las hembras. En 1997 un macho cantor era 1. 8 veces más probabilidades de ser visto uniéndose temporalmente a un grupo en un intento de reproducirse con una hembra que con un macho que no canta. Sin embargo, entre 2014 y 2015, los machos que no cantaban tenían 4,8 veces más probabilidades de ser vistos uniéndose a un grupo que los machos que cantaban.

Los autores especulan que es menos probable que los machos de ballenas jorobadas del este de Australia utilicen el canto como táctica de apareamiento cuando el tamaño de la población es mayor para evitar atraer a otros machos a su pareja potencial. Dado que la caza de ballenas se centró principalmente en las ballenas adultas, añaden, los cambios posteriores a la caza de ballenas en la composición por edades de las poblaciones de ballenas jorobadas también pueden haber influido en el cambio en las tácticas de apareamiento.

Referencia: Post-whaling shift in mating tactics in male humpback whales (Communications Biology) DOI 10.1038/s42003-023-04509-7

Ciencia

Estas larvas tienen la solución a la paradoja del ‘hombre invisible’

A pesar de que la visión requiere el uso de pigmentos oculares opacos, estas criaturas consiguen ver sin ser vistas. ¿Cómo lo hacen?

Imágenes de microscopio óptico de larvas de crustáceos | KESHET SHAVIT

Si aplicamos las leyes de la física a rajatabla, el protagonista de la novela de H. G. Wells de 1897 debería haber sido no solo invisible, sino invidente. Puesto que si su cuerpo no interacciona con la luz, o la desvía, esta tampoco podría incidir en su retina para posibilitar la visión. Esto se suma al hecho de que los pigmentos que contienen las moléculas que reaccionan a la luz y hacen posible el proceso son oscuros y opacos, con lo que a priori serían imposibles de ocultar.

Pero la naturaleza nos mueve el tablero cada vez que utilizamos la palabra “imposible”.

Cada día, millones de pequeñas larvas de crustáceos que viven en el océano y juegan al escondite con sus depredadores se enfrentan a este dilema. Debido a la falta de pigmentación y a que sus estructuras internas e internas apenas dispersan o reflejan la luz, estas criaturas han evolucionado hasta ser tan trasparentes como el cristal, con una pequeña excepción: sus dos pequeños ojos son las única parte visible de su cuerpo, dos pequeñísimos puntos que se mueven en el agua de un lugar a otro sin que el observador tenga ninguna pista de que pertenecen a una criatura de mayor tamaño. 

La mirada de Chesire

Muchos de estos organismos transparentes han desarrollado diferentes estrategias para intentar equilibrar la compensación entre la capacidad de ver y la conveniencia de no ser vistos. Algunos crustáceos decápodos larvarios utilizan un reflector que cubre los pigmentos oscuros de los ojos y produce un brillo distintivo que refleja la luz coincidiendo con el color del agua circundante. En lugar de dos puntos ojos oscuros se ven dos pequeños puntos brillantes, como la sonrisa del gato de Chesire, pero con los ojos. La naturaleza de la estructura fotónica de este reflector, sin embargo, seguía siendo desconocida hasta ahora.

«Vista invisible», portada de la revista Science de esta semana |SCIENCE

En un trabajo publicado esta semana, y que ha merecido la portada de la revista Science, el equipo de Keshet Shavit ha analizado las estructuras fotónicas en los ojos de estas larvas y no solo ha descubierto cómo funcionan, sino que han hallado que algunas de estas especies son capaces de contrarrestar el rebote de la luz en su retina con tal eficacia que en determinadas horas del día y en determinadas profundidades resultan cien por cien invisibles.

Un reflector sintonizable que permite a los crustáceos ver pero no ser vistos |KESHET SHAVIT

Según informan los investigadores, una serie de reflectores que manipulan la luz y cubren los pigmentos de los ojos oscuros de crustáceos larvarios transparentes permiten que estas criaturas se confundan completamente con su entorno. 

Invisibles al cien por cien

El secreto, revelan, está en un cristal fotónico particularmente compacto y sintonizable en las estructuras de «brillo de ojos» de estos animales. Shavit y su equipo utilizaron microscopía electrónica de barrido óptica y criogénica para investigar el reflector de brillo ocular en varios crustáceos larvarios, entre ellos la larva del camarón gigante de Malasia (Machrobrachium rosenbergi), una especie modelo de gamba de agua dulce. 

Los investigadores descubrieron que la luz de los ojos es producida por células altamente reflectantes que residen en la superficie interior del ojo y están hechas de un vidrio fotónico compuesto de nanoesferas cristalinas de isoxantopterina. «Una característica distintiva del reflector brillante de ojos descrito aquí es su capacidad de ajuste y su compactibilidad», afirman los autores. Investigaciones adicionales en diferentes especies de crustáceos larvarios mostraron que su color de ojos se modula – desde azul oscuro hasta amarillo – ajustando el tamaño y el orden de las nanoesferas para conseguir una invisibilidad prácticamente completa.

Imágenes de microscopía óptica del ojo del camarón de adaptación a la oscuridad y la luz |KESHET SHAVIT

“Observamos que algunas especies de decápodos también cambian el color del brillo de sus ojos cuando se someten a diferentes intensidades de luz (adaptación a la luz y la oscuridad)”, resumen Shavit y su equipo. “Esto se logra a través de una modulación en el orden de las nanoesferas y sugiere la capacidad de hacer coincidir dinámicamente su brillo de ojos con un fondo cambiante”. En concreto, apuntan, “nuestros datos sugieren que el brillo de los ojos de los camarones marinos puede proporcionar cripsis en el contexto de sus hábitats diurnos a varias profundidades”. 

Nuevas soluciones en fotónica

«La diversidad de soluciones ópticas descubiertas en solo unos pocos crustáceos pelágicos recientemente investigados destaca el potencial sin explotar para la innovación fotónica que aún no se ha encontrado en animales que viven en mar abierto», escriben Feller y Porter en un artículo de análisis de la revista. Los autores afirman que estos emocionantes descubrimientos fotónicos no se habían logrado antes porque «la inmensidad del reino pelágico y la distribución relativamente escasa de animales dentro de él hace que este hábitat sea difícil de acceder y muestrear de manera efectiva”.

Estos hallazgos tienen además la virtud de que podrían usarse para inspirar el diseño de diferentes materiales. Al imitar las soluciones de la naturaleza, señalan Feller y Porter, “los humanos pueden optimizar y desarrollar mejores materiales fotónicos para energía solar, comunicaciones, sensores remotos y otras tecnologías dependientes de la luz. “Dadas las diversas aplicaciones de la fotónica”, concluyen, “los estudios de cómo estas criaturas diminutas se esconden y buscan en el océano abierto es un recurso floreciente de bioinspiración para la detección, el control y la manipulación humana de la luz».

Referencia: A tunable reflector enabling crustaceans to see but not be seen (Science) DOI 10.1126/science.add4099