Bioacústica en Cetáceos
Trabajo realizado por
Influencia del sonido ambiente en los cetaceos
Estudios de sonidos en distintas especies
¿Existe la ecolocalización en Misticetos?
Todos los odontocetos presentan grandes depósitos de grasa en la
cabeza y en la mandíbula inferior. Tales depósitos son únicos en el reino
animal y notables por una serie de razones. En primer lugar, son bastante
grandes en relación al tamaño del animal: representan una imnensa
energía metabólica potencial, pero al parecer no se utilizan como tejidos de
reserva. En segundo lugar, la composición química de esta grasa es notablemente
diferente de la composición de las grasas corrientes del cuerpo y de las composición de las grasas que se ingieren con la dieta
normal. En tercer lugar, la forma y la posición de estos depósitos tiene tanta
importancia que se han producido importantes modificaciones en la forma y
estructura del cráneo para hacerles sitio.
Estas
estructuras, por tanto, representan un compromiso evolutivo que impone unas
"penalizaciones metabólicas": inmovilizan gran cantidad de energía
metabólica y valiosas reservas grasas y además han precisado de importantes
modificaciones anatómicas. Para que la evolución haya conducido a ellas, tienen
que tener una función muy importante que confiera grandes ventajas al animal.
Los mayores depósitos
de grasa se encuentran en la frente, por delante del cráneo. En el cachalote,
estos depósitos(el órgano de espermaceti) son enormes
y pesan muchas toneladas. Casi todos los demás odontocetos
tienen un órgano parecido pero de menor tamaño llamado melón. El otro gran depósito
de grasa, que está en la mandíbula inferior, se halla justamente debajo de una
zona donde el hueso es muy fino; esta grasa es de composición muy parecida al
melón y llega hasta la zona del oído medio.
Estos animales no
tienen orejas : reciben el sonido tanto por los oídos como por los tejidos
de la cabeza, y sobre todo, con el cráneo que conecta directamente con el oído internio mediante unos senos que contienen una sustancia
resultante de la mezcla de gases y mucus. Esta mezcla es muy buena aislante del
sonido, de manera que aunque el cetáceo capte sonidos a través de toda la
cabeza, el oído permanece aislado, excepto el estrecho canal auditivo.
Otras dos
modificaciones estructurales de la cabeza de los odontocetos
se cree que también están relacionadas con el sentido acústico. La primera es
la reducción del número de dientes funcionales en comparación con sus
primitivos antepasados. A medida que los odontocetos
ancestrales iban perfeccionando su sistema de detección por sonido, se hizo
mucho más fácil la captura del alimento y ya no se necesitan tanto los dientes
para ello. El segundo cambio es el gran tamaño relativo del cerebro. La ecolocalización es un sentido muy complejo y requiere
procesar mucha información. Ahora sabemos que una gran parte del cerebro de los
odontocetos está dedicada únicamente al
almacenamiento, proceso e interpretación de la información acústica referente a
su entorno que les llega constantemente.
Se cree que la
secuencia probable de acontecimientos durante la ecolocalización
típica de los cetáceos es la siguiente :
1/ Durante la
natación normal, sin ningún objeto específico de interés en las proximidades,
se utiliza una señal general de baja frecuencia bastante constante. Esto actúa
igual que la sonda de un barco, proporcionando al animal información sobre la
topografía de la zona, la profundidad, los cambios en el tipo de fondo y la
situación de la línea de costa. El radio de alcance vendrá determinado por el
intervalo de tiempo que transcurre entre las señales (chasquidos) y la energía
que contenga la señal.
Para que la ecolocalización sea eficaz debe recibirse cualquier posible
eco de un chasquido (si existe) antes de emitir el siguiente chasquido. Por lo
tanto, podemos calcular aproximadamente a qué distancia está mirando el cetáceo,
si medimos el tiempo que transcurre entre dos chasquidos consecutivos, pues la
velocidad del sonido en el agua es constante. El alcance máximo se supone que
es por lo menos de 800 mts.
Este tipo de ecolocalización advierte también al cetáceo de la presencia
de animales de gran tamaño en las proximidades.
Si analizamos los
sonidos que estos animales emiten, vemos que están compuestos de una serie de
pulsos sonoros cortos o clicks, con una duración de
fracciones de un milisegundo. Estos los producen en trenes de
Uno de los
primeros investigadores en estos sonidos de los Estados Unidos, John Dreher, definió algunos
silbidos típicos, como por ejemplo los que emitían ante nuevos estímulos, ante
la irritación,etc.
El aire,
inspirado a través del espiráculo (orificio respiratorio), que permanece cerrado
durante la inmersión, es conducido a través de un complicado sistema de
"sondeo" compuesto por varias solapas vibrátiles y cámaras de
resonancia que producen los ultrasonidos.
Estos se reflejan
en la superficie del cráneo, que actúa a modo de reflector parabólico,
dirigiendo el sonido hacia el melón. El melón actúa como una lente de sonido,
de manera que dirige muy efectivamente los sonidos.
Los ecos de
retorno son recogidos en la mandíbula inferior, donde hay un hueco a todo lo
largo relleno de grasa de composición semejante a la del melón, y son
conducidos al oído interno.
De ahí, en forma
de pulsos nerviosos son enviados al cerebro y analizados.
La cantidad de
tejido nervioso que conecta el oído medio con el cerebro de los odontocetos es más del doble que en el humano.
2/ Cuando se
recibe un nuevo eco, lo primero es diferenciar de qué distancia proviene y
recoger información más detallada del objeto en cuestión. El cetáceo emite una
serie de chasquidos de distinta frecuencia cuyos ecos pueden proporcionar
muchos tipos de información sobre el objeto. Las mayores frecuencias son las
que dan más información, pero son rápidamente absorbidas por el agua y por lo
tanto sólo son útiles a corta distancia.
3/ Una vez ha
determinado la posición del objeto el cetáceo concentra en él sus señales. Esto
mejora la eficacia de los sonidos de alta frecuencia y proporciona una imagen más
detallada del objeto. También puede explorarlo con más detalle moviendo
lateralmente la cabeza y obteniendo así información sobre su tamaño y
movimiento.
4/ A medida que
el cetáceo se acerca al objeto puede usar frecuencias mucho más altas en sus
chasquidos y por lo tanto obtener información aun más detallada. En este
momento los chasquidos son muy seguidos y producen lo que a nosotros nos parece
una crepitación contínua.
5/ Por último, a
una distancia muy corta puede ser necesario determinar la textura u otra
información referente a la estructura fina.
En este caso se
utilizarán frecuencias muy altas de muy poco alcance. Hay quien sostiene que la
costumbre de poner el extremo del hocico en objetos o de coger los objetos con
la boca está relacionada con este sistema acústico de corta distancia más que
con el sentido del tacto.
Al
aumentar la frecuencia del sonido, su alcance y poder de penetración
disminuyen, pero su resolución aumenta; pero un objeto solo devolverá un eco, o
lo que es lo mismo, una onda acústica sólo rebotará en un objeto si su longitud
de onda es menor que dicho objeto.
Por
ejemplo, una onda acústica de 100 KHz de frecuencia,
tendrá una longitud de onda de
De
esto se deduce que los cetáceos usan ondas de bajas frecuencias para lograr
largos alcances, y ondas de altas frecuencias para cuando tiene un objeto cerca
y quiere analizar su estructura interna, para lo cual necesitará una alta
resolución.
De
las investigaciones llevadas a cabo a lo largo de los años por numerosos
investigadores, sabemos que los sonidos emitidos por los cetáceos se pueden
clasificar en :
-Sonidos
de baja frecuencia como silbidos, chillidos y ráfagas de graznidos. Todos
estos sonidos los usan solo para comunicarse.
-Sonidos
de alta frecuencia llamados chasquidos. Estos son los que utilizan en
procesos de ecolocalización.
Un
estudio realizado por el científico Morris (1978),
nos revela lo siguiente :
Se
dedicó durante cinco años a grabar los sonidos emitidos por un delfín mular (Tursiops truncatus), que
durante esos cinco años, tan solo una vez fue visto en compañía de otros delfínes. Se le puso el nombre BEAKY.
Se
observó que cuando emitía sonidos, no soltaba burbujas, por lo que debe existir
un circuíto cerrado por donde fluye el aire.
El
sonido más típico era un "ping" o timbrazo a una frecuencia de
7 KHz., en forma de ráfagas, y con una duración de cada pulso de
Lo
más parecido que se encuentra es una eco-sonda, que
emite pings equivalentes a frecuencias de entre 10 y
12 KHz.
Un
sonido con una frecuencia de
Sin
embargo, uno de
Se
detectó un período de silencio entre los pulsos emitidos por Beaky de
Además,
se sabe que el delfín mular puede bucear hasta profundidades de 600 mts. como máximo, por lo que
existe una correlación entre esto y el alcance máximo de los sonidos emitidos.
Esto es lógico, pensando que si el animal se va a sumergir a límites tan
arriesgados, sería un gasto ilógico de energía y un riesgo innecesario, hacerlo
sin haberse cerciorado previamente de que abajo hay alimento.
Se
sabe, por otros experimentos, que los silbidos y chillidos, sonidos de larga
duración, solo se usan para comunicarse, y de hecho, de todas las grabaciones
realizadas de Beaky, nunca se detectó ninguno de
estos sonidos. Hemos de recordar que anteriormente hemos citado que Beaky, a lo largo de cinco años fue visto tan solo una vez
en compañía de otros delfines.
Una
de las observaciones más interesantes y novedosas de la investigación llevada a
cabo con este simpático delfín, que por cierto, decían que parecía prestarse a
la investigación, fue como examinaba objetos cuando los tenía muy cerca.
Mostraba interés en examinar las cámaras submarinas, pelotas de aire..., y
cuando estaba a 8 o 10 mts. del
objeto abría y cerraba la boca con la cabeza apuntando al objeto. Si el objeto
era pequeño, incluso lo mordía, pero no clavando sus dientes, sino tocándolo
con la mandíbula inferior.
Se
concluyó que estaba usando unos sonidos de corto alcance y muy alta frecuencia
para obtener información detallada de la estructura del objeto en cuestión.
Esto
podría tratarse de la parte de la ecolocalización que
sustituye a nuestro sentido del tacto.
Hemos
de decir que esto es una mera hipótesis, que aun no se puede asegurar nada.
Algunos
científicos no creen suficiente la facultad de ecolocalización
tan desarrollada que poseen los odontocetos para
explicar el hecho de que cazen con tantísima destreza y facilidad peces rápidos en la
oscuridad, por ejemplo; por ello, sugieren la hipótesis de que usan pulsos
energéticos en forma de ráfagas de sonido para debilitar o aturdir a sus
presas.
Los
primeros en plantear esto fueron los rusos Bel`kovich
y Yablokov (1963).
Berzin en 1972, dijo que solo se explicaba la habilidad
para cazar de los cachalotes si aceptaba esta hipótesis, osea,
que cuando el animal estaba cerca de la presa emitía sonidos pero a frecuencias
mucho más elevadas, produciendo un rayo sonoro estrecho y corto que impedía a
los calamares moverse, de manera que les resultase más fácil atraparles.
Pero
a lo largo de estos años han ido surgiendo numerosos argumentos en contra de
esta hipótesis, como por ejemplo, el hecho de que se necesitaría una cantidad
tal de energía para paralizar a un calamar que un cetáceo no puede emitir en un
sonido, y además, las frecuencias necesarias para producir tales sonidos
disminuirían el poder de penetración en la presa y trastornar sus órganos
principales, cosa que sería necesaria para debilitarla.
Hult (1982) y Norris y Mohl (1983) realizaron experimentos con delfínes
mulares detectando una capacidad en ellos de desorientar a bancos de peces
mediante los típicos "clicks" usados en la ecolocalización, y dicen, que el desarrollo de esta técnica
de caza explicaría la dramático pérdida de la función de los dientes en los odontocetos comparado con sus antepasados ancestrales.
Norris y Mohl definieron que
el límite letal en peces de pulsos de presión de alta intensidad producidos por
explosivos, está entre 230 y 240 dB y para los
calamares es de 246dB. Estos límites parece ser que pueden ser alcanzados por
los delfínes mulares, por lo que Norris
y Mohl creen que esto demuestra la hipótesis.
De
todas maneras, las medidas de los límites letales no nos dan información acerca
de la duración de los pulsos de presión.
Mientras
mayor sea el pulso, mayor poder tendrán para producir daño biológico.
Pulsos
de baja frecuencia (10 - 150 Khz) tenderán a causar
mucho más daño a peces y calamares que los pulsos de alta frecuencia (150 - 300
Khz) pero tendrán que ser enfocados con más precisión
ya que carecen de la direccionabilidad inherente de
los sonidos de alta frecuencia.
Como
vemos, aun no hay nada claro en este aspecto, pero no ha de descartarse la
posibilidad de que esta hipótesis sea cierta.
INFLUENCIA
DEL SONIDO AMBIENTE EN LOS CETACEOS
Para
analizar la influencia que pueden tener en los cetáceos los sonidos ajenos a
ellos, vamos a basarnos en un estudio que se está llevando a cabo en la
actualidad en Hawai y California, que comenzó a finales de 1995, y del cual
tenemos ya algunos resultados preliminares.
El
proyecto científico se llama ACOUSTIC THERMOMETRY OF OCEAN CLIMATE y está
dirigido a analizar las capacidades auditivas de mamíferos marinos y tortugas
en respuesta a sonidos generados por el hombre, como la pesca, explosiones...,
a través de la emisión de sonidos generados por un ordenador-generador de
rugidos, y la observación directa y simultánea de los grupos de cetáceos
sometidos a dichos rugidos.
Las
emisiones de sonidos en California comenzaron en Diciembre de 1995 y se
llevaron a cabo según unas plantillas (flexibles) de entre 2 y 4 días, seguidos
de por lo menos, 4 días de silencio dependiendo de las condiciones meteorológicas
y oceanográficas. Durante los días de emisiones, se realizaba una de 20 minutos
cada 4 horas.
Al
amanecer y con condiciones meteorológicas favorables un equipo de campo de 4
personas comienzan las observaciones desde una estación
en playa. Con prismáticos recigen y anotan toda la
distribución y movimientos de barcos y cetáceos en el área de estudio. Mientras
tanto el barco con el equipo generador de sonidos (J15-3) fondea a una milla de
costa y una milla y media de la estación en playa. Cuando ha fondeado, el J15-3
se sumerge a una profundidad de
Los
de la playa escogen un grupo de ballenas que esté navegando hacia el barco
emisor y observan su comportamiento (respiración, inmersiones, navegación...).
Igualmente van recogiendo datos de otros grupos de ballenas y de otros animales
y barcos dentro del área de estudio.
Para
comenzar las emisiones, el grupo de ballenas en cuestión ha de ser observado
continuamente por el equipo de playa durante al menos 25 minutos. Seguidamente,
avisan a la estación flotante para que comienzen a
emitir durante 25 minutos. En cualquier etapa del experimento se escoge la opción
de emitir o la de silencio al azar, de manera que los observadores en tierra no
saben si se está emitiendo o no, para evitar prejuicios. Una vez que acaban de
emitir, el grupo de ballenas es observado hasta que salgan del campo de visión.
La
velocidad del sonido detectada fue de
Después
de un tiempo de recopilación de datos, y tras un exhaustivo análisis de los
mismos, se ha llegado a las siguientes conclusiones:
- El único sonido que
se ha observado que afecte al comportamiento de los cetáceos es el
producido por la cavitación de la hélice
de los barcos.
- Con respecto a los
sonidos generados para el proyecto, la única pauta de comportamiento que
se ha visto variada ha sido la velocidad de navegación.
Antes
y durante las emisiones, la velocidad era constante, pero se observó que
siempre que una vez que acababan, la velocidad de los animales disminuía
considerablemente.
Este
proyecto está aun realizándose, por lo que quedan muchas hipótesis por probar,
y debido a ello, no hay resultados finales fiables, y los resultados
preliminares expuestos, no se han llegado a analizar aun para determinar la
causa de estos hechos.
ESTUDIOS DE SONIDOS
EN DISTINTAS ESPECIES
Investigadores
soviéticos consideran que una particularidad del lenguaje de los cetáceos es su
capacidad de combinar, con diverso grado de complejidad, algunos elementos
indivisibles (algo por el estilo de fonemas o sonidos del alfabeto del habla
humana) en secuencias complicadas de sonidos parecidos a palabras y frases. Los
científicos señalan que existen determinadas regularidades en la estructuración
de estas señales "frases" de los cetáceos : el carácter jerárquico
en la utilización de algunos elementos del alfabeto, la estructura de bloque en
la formación de señales complicadas, la existencia como mínimo, de tres y no
menos de cinco niveles de agrupación de señales idénticas, etc.
Los
científicos consideran que este tipo de formación de señales de los delfines es
propio de los sistemas de comunicación del llamado tipo abierto (entre los
cuales figura también el habla humana), que sirven para transmitir una
información complicada. Pero, ¿son efectivamente capaces de utilizar los cetáceos
las posibilidades tan amplias de su lenguaje ?
Los autores de estas investigaciones tan curiosas de abstienen de responder por
ahora a esta cuestión.
¿EXISTE
Los
odontocetos son los únicos cetáceos que han adquirido
una verdadera capacidad de ecolocalización. Los misticetos (cetáceos sin dientes - con barbas) utilizan
sonidos de baja frecuencia para comunicarse y crean "canciones"
complejas. Pero si tienen algún sentido acústico comparable al de los odontocetos ha de ser, en el mejor de los casos, muy
primitivo.
Hay
algunos datos referentes a ciertas especies que emiten chasquidos de frecuencia
bastante concreta y se ha propuesto que podrían tener la función del sonar : detectar objetos y determinar
Esta
es una de las técnicas que usa más frecuentemente el ser humano en la navegación
submarina ; pero por el momento, si los misticetos pueden hacerlo o no, es pura conjetura.