Evolución del corazón – Mitos y verdades

El sistema circulatorio es esencial en la biología de los vertebrados: ayuda a transportar oxígeno, nutrientes y desechos por el cuerpo. Tal es su importancia que es de los pocos sistemas cuya evolución se imparte en los colegios desde hace años de forma comparada:

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Todos reconoceremos esta ilustración de nuestros libros de texto de la escuela, que lleva desde los peces hasta los “vertebrados superiores” con su sistema circulatorio doble completo pasando por el sistema circulatorio de anfibios y reptiles al que se le llama “sistema circulatorio doble incompleto“.

Este término anatómico arroja una concepción lineal de la evolución, desfasada en la época actual, en la que para llegar a un auténtico sistema circulatorio completo que culmine el transcurso evolutivo se ha pasado por una etapa transitoria menos adaptada, menos completa. Así, podemos encontrar frases como la siguiente en referencia al corazón de reptiles y anfibios:

“En el único ventrículo se produce la mezcla de sangre oxigenada y carboxilada, por lo que el sistema es poco eficaz”

Pero ¿Es esto cierto? ¿Tan ineficientes son los sistemas tricamerales? ¿Se da realmente esa mezcla de sangre de la que tanto se habla siempre? Hoy trataremos en este artículo todos esos temas y derribaremos algunos de los mitos sobre la evolución del corazón.

Para ello empezaremos hablando de los peces, en los que la circulación, por lo general sigue un sistema circular bastante simplificable: el corazón bombea sangre a las branquias, que la oxigena para que luego esta pase por el cuerpo de vuelta al corazón. Este modelo nos servirá de base para comprender la circulación del resto de vertebrados.

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Esquema de la circulación de un pez. La sangre azul simboliza la sangre desoxigenada, la roja, la oxigenada. Imagen de Farmer CC

Y para empezar con fuerza comenzaremos derribando un primer mito: A pesar de que éste es un sistema circulatorio muy simplificable, no estamos ante un sistema ancestral y “primitivo” como podríamos pensar en un principo.  Los peces más comunes hoy día, llamados neopterigios, proceden de peces que poseían pulmones, con un sistema circulatorio no tan simplificable.

De esos peces con pulmones es de lo que vamos a hablar ahora. Los peces pulmonados, al igual que otros peces, poseen un corazón con forma de tubo en el que la sangre pasa por varias cámaras que dirigen la sangre a las branquias. Pero a diferencia de otros peces, nada más salir del corazón, todo el sistema circulatorio anterior de los peces pulmonados funciona como una red de canales adaptable a dos ambientes: normoxia (agua con niveles normales de oxígeno) o hipoxia (baja tensión de oxígeno). Veamos como funciona.

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En condiciones normales, el animal no necesita obtener oxígeno de la superficie, porque hay suficiente en el agua, entonces, ¿para qué iba a querer llevar la sangre al pulmón? En estos casos la circulación es como la de cualquier otro pez, la sangre pasa por las branquias para oxigenarse y la circulación al pulmón se reduce.

En condiciones de anoxia la cosa cambia. Al haber poco oxígeno en el agua, éste es tomado directamente del aire mediante los pulmones. La sangre que vuelve de los pulmones pasa entonces directamente al corazón. Pero entonces ¡hay un problema!: La sangre que sale del corazón tiene que pasar por las branquias, y si hicieramos pasar esa sangre por dichas branquias, al haber más concentración de oxígeno en la sangre que en el medio acuático, hipóxico, perderíamos por difusión al medio parte de ese oxígeno que hemos conseguido en los pulmones.

Para solucionar esto los peces pulmonados tienen dos tipos arcos branquiales, unos que tienen branquia y otros que han perdido las superficies de intercambio de gases, es decir, que no tienen branquia como tal. Cuando el agua es pobre en oxígeno, la entrada a las auténticas branquias se cierra mientras que la ruta por los arcos branquiales sin branquia permanece abierte, de forma que se crea un bypass que evita la pérdida de oxígeno.

Pero, entonces, para realizar todo esto, hace falta poder separar la sangre en sangre desoxigenada que vaya al pulmón y sangre oxigenada que vaya al bypass branquial.

Y eso es exactamente lo que pasa. En un giro de acontecimientos en esta historia nos damos cuenta de que los peces pulmonados son animales capaces de hacer una sepación funcionalmente completa de sangre oxigenada y desoxigenada. Lo hacen gracias a una serie de trabéculas que separan las cámaras de su corazón y de la válvula espiral, la terminación del corazón modificada en una estructura que ayuda a distribuir los dos flujos de sangre.

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Circulación en normoxia e hipoxia en peces pulmonados. Los cículos rosas representan las superficies de intercambio de gases (branquias per se). Sangre oxigenada en rojo, desoxigenada en azul. Los vasos trazados con línea fina negra son vasos en los que se ha reducido la circulación.

Pero no son los únicos animales capaces de realizar dicha separación, ahora pasamos a hablar de los anfibios, tan señalados por sus supesta ineficacia circulatoria y su mezcla de sangre en el ventrículo.

¿Me estás diciendo que es otro mito? En este caso, sí, pero no tanto.sdfsdf

Los anfibios poseen un corazón de ventrículo único, que es llenado con la sangre proveniente de las dos aurículas, oxigenada y desoxigenada. Esperaríamos una gran mezcla de los dos flujos sanguíneos en la salida del órgano, pero si analizamos la composición de dicha sangre nos llevaremos unas cuantas sorpresas.

  • Los anfibios son capaces de dirigir sangre desoxigenada a los pulmones y la piel, por donde también intercambian gases.
  • Dirigen sangre casi exclusivamente oxigenada a las carótidas, que nutren al cerebro, el órgano más hambriento de oxígeno en el cuerpo.
  • Envían principalmente sangre oxigenada, aunque con una cantidad variable de sangre desoxigenada al resto del cuerpo.

Lo que ocurre dentro del corazón es un misterio, una caja donde entra sangre separada y de donde sale dirigida correctamente a diferentes sistemas, sin que sepamos con certeza cómo se produce dicha separación. Probablemente la forma de contracción del ventrículo, las numerosas trabéculas internas y la, de nuevo, fantástica válvula espiral, tengan la respuesta, pero es necesario investigar más al respecto.

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Esquema de la circulación de los flujos de sangre en el corazón de una rana. De nuevo, en rojo, la sangre oxigenada y en azul la desoxigenada.

Y no sólo eso. Este ventrículo único puede ser muy ventajoso. Gracias a esta morfología, durante el buceo, al reducirse la circulación pulmonar, toda la sangre que debería ir al pulmón se puede redirigir al resto de órganos, incluida la piel, que pasa a tener el papel predominante en el intercambio de gases al no estar en funcionamiento el pulmón. De esta forma los anfibios son capaces de mantenerse sumergidos durante periodos extensísimos de tiempo.

Dejando de lado a nuestros húmedos amigos, pasamos a los reptiles, también poseedores de un sistema circulatorio doble incompleto. ¿Son estos animales también parte de una conspiración de desprestigio mamífera?

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Pues es difícil de contestar, porque los reptiles poseen tanta variedad de formas en su corazón como en su cuerpo. Un ejemplo muy estudiado es el de las pitones y los varanos. Estos dos animales, próximos filogenéticamente, han sido estudiado en bastante profundidad y se sabe que a pesar de tener un único ventrículo (con bolsillos y trabéculas) separan la sangre completamente gracias a la morfología de las válvulas y la forma de contracción del corazón. Una solución a la separación de flujos tan válida como el tabique completo de aves y mamíferos, pero con una ventaja añadida: es capaz de redirigir sangre que iría a los pulmones en caso necesario, al igual que pasaba en los anfibios.

 

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Así es la circulación cardíaca de una pitón. Cuando se llena el ventrículo las válvulas y el semi-tabique impiden que haya mezcla de sangre. Durante la contracción, la sangre es dirigida sin mezcla gracias a la musculatura ventricular. PA: Arteria pulmonar. LAo y RAo: Aorta izquierda y aorta derecha.

En otras serpientes, en los lagartos y en las tortugas, en cambio, existen más “oportunidades de mezcla”. Ambos flujos están separados, incluso en las especies en las que los semi-tabiques que evitan la mezcla están menos desarrollados se produce cierta separación. Dicha separación es mayor o menor dependiendo de la especie y la circunstancia. Hablamos de “oportunidades de mezcla” porque en estos animales no está claro si la mezcla puede representar algún tipo de ventaja en ciertas especies, permitiendo redirigir sangre que iría a los pulmones durante el buceo (como en tortugas y serpientes marinas) u otras circunstancias o si realmente no representan ningún tipo de adaptación. Aun así, el funcionamiento y la anatomía de éstas derivaciones es muy variada en los diferentes grupos de reptiles y no muchas especies han sido estudiadas.

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Por último, los cocodrilos son animales muy diferentes a lo que solemos llamar “reptiles”, estando más cercanos a las aves que a los lagartos o las serpientes, y esto se refleja también en la estructura de su corazón, con un ventrículo totalmente tabicado, como el de las aves y los mamíferos. Pero los cocodrilos son animales muy adaptados al agua y sería una pena no poder derivar la sangre del circuito pulmonar al sistémico como lo hacen las ranas para aprovechar más el oxígeno de la sangre y aguantar más tiempo sumergidos. Y cómo no, han desarrollado un sistema para poder hacerlo.

Los cocodrilos, como otros reptiles, tienen dos aortas, una proveniente del ventrículo izquierdo que lleva sangre oxigenada y otra del derecho, que debido a la tabicación, llevaría sangre desoxigenada. Pero ambas están conectadas por el foramen de panizza en su base, un conducto que hace que en condiciones normales, la sangre oxigenada pase por el foramen y llene por completo las dos aortas, cerrando, gracias a su mayor presión, la entrada de sangre desoxigenada. Durante el buceo, en cambio, se restringe la entrada a los pulmones de sangre, haciendo que la sangre desoxigenada aumente de presión hasta invadir parcialmente la aorta derecha. Así se maximiza el aprovechamiento del oxígeno y por tanto el tiempo de buceo.

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Poco hay que decir de las aves y los mamíferos, dos sistemas prácticamente idénticos y los cuales se ajustan bastante bien, por una vez, a aquello que nos enseñaron en primaria ¿o era secundaria?

Aquí termina nuestro paseo por la evolución del corazón, espero que hayáis aprendido bastante y hayáis tirado algunos conceptos de evolución lineal a donde les corresponde, a la basura.

Fuentes:

Laguna de Navaseca y Alcázar de San Juan

¡Bienvenidos a la verdadera primera entrada de Cuaderno de Campo!

Hoy os transportamos a las tierras castellanas de Ciudad Real. La verdad que no podríamos haber elegido mejor fecha para publicar esta entrada porque ayer, 2 de febrero, se celebró el Día Mundial de los Humedales; uno de los ecosistemas más ricos y vulnerables que existen.

Lo cierto es que en comparación con otras zonas de la península, no conozco muchísimo la autonomía de Castilla-La Mancha. La única zona emblemática que recuerdo haber visitado es la de las Lagunas de Ruidera. Pero nunca he visitado el Parque Nacional de Cabañeros, ni de Tablas de Daimiel… Así que aprovechando un fin de semana y que vivo en Madrid, me propuse visitar dos zonas que, actualmente, parecen gozar de mejor salud ambiental que sitios más reconocidos : la laguna de Navaseca y el complejo lagunar de Alcázar de San Juan.

Como he dicho antes, vivir en Madrid puede tener muchas ventajas y también inconvenientes, pero es un punto de partida maravilloso para hacer viajes de fines de semana a lugares que se encuentran relativamente lejos.

Escogimos como campamento base Alcázar de San Juan, un municipio situado a 150 km de Madrid (se tarda aproximadamente una hora y media en llegar). Realmente el primer día no tuvimos tiempo para mucho, ya que llegamos por la noche. Pero durante el trayecto en coche siempre se pueden ir observando cosillas (¡si tienes la suerte de ser el copiloto!). No sé si soy muy acertada diciendo esto pero si tuviese que definir Castilla-La Mancha en una palabra, la primera palabra que se me vendría a la cabeza sería: llano.

El paisaje de camino a Alcázar de San Juan es, prácticamente, una carretera recta con campos de cultivo a ambos lados donde se pueden observar grandes acumulaciones de estorninos negros (todos colocados en los cables eléctricos que van paralelos a la carretera) y rapaces (a menudo ratoneros) posados. A mí siempre me parece un paisaje agradable de observar, todo parece mucho más grande. Para una persona que vive enfrascada en una gran urbe como Madrid (como es mi caso) es casi terapeútico poder disfrutar de estas grandes expansiones de campos que parecen no tener final.

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Paisaje de la provincia de Ciudad Real. © Wikipedia

Una vez llegamos a Alcázar de San Juan, soltamos los bártulos y como hacemos casi siempre, abrimos la aplicación de eBird para investigar qué se ha estado viendo últimamente en las zonas que nos interesan. Esta plataforma es una gozada, es como si fuese el Pokemon GO de los ornitólogos.

Al día siguiente salimos relativamente temprano (menos mal que todavía amanece más o menos tarde) hacia nuestro primer destino: la laguna de Navaseca. Esta laguna pertenece a la Reserva de la Biosfera de la Mancha Húmeda, creada en 1980. Está situada a 2 km del pueblo de Daimiel, muy cerquita de las Tablas de Daimiel. En nuestro caso, está tan sólo a 1 hora de Alcázar de San Juan. La verdadera razón por la que decidimos visitar esta laguna en vez de hacer la típica visita a Tablas de Daimiel fue por recomendación de unos amigos. Nos comentarón que la laguna de Navaseca estaba repleta de aves en comparación con las Tablas, así que allí que nos fuimos.

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Laguna de Navaseca

Se llega a la laguna de Navaseca por un corto camino de tierra en muy buenas condiciones que acaba en un pequeño aparcamiento. Nada más llegar se puede ver el primer observatorio donde se encontraban buscando comida ¡varias pollas de agua! Empezábamos bien la mañana. La laguna parecía un territorio bastante abarcable para ver en un día (y así fue), con la mochila en la espalda, prismáticos y cámara colgando del cuello, nos acomodamos en el primer mirador.

Mientras escribo esto me gustaría compartir con vosotros unos datos que yo no conocía de la laguna cuando fui a visitarla y es que el caudal constante de la laguna de Navaseca se consigue gracias a los aportes continuos de agua de una planta depuradora de aguas (EDAR) que se encuentra junto a la laguna. Antes, la presencia de agua dependía de los aporte intermitentes de los acuíferos y la lluvia. Este aporte continuo de agua hizo que esta zona se convirtiese en un importante refugio y hogar de muchas especies de aves.

Nada más asomarnos por el mirador pudimos comprobarlo: pollas de agua, fochas comunes, ánades reales, patos cuchara, tarros blancos, un montón de cercetas, porrones comunes, zampullines comunes y cuellinegros, avocetas, flamencos, ánsares y… ¡la malvasía cabeciblanca!

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De izquierda a derecha: focha común (Fulica atra), pato cuchara (Spatula clypeata), polla de agua (Gallinula chlorophus), cerceta común (Anas crecca), zampullín cuellinegro (Podiceps nigricollis), avoceta (Recurvirostra avosetta) y malvasía cabeciblanca (Oxyura leucocephala).

Podíamos observar ya a las fochas disputándose los territorios (nunca os interpongáis en el camino de una focha enfadada, en los lagos de Covadonga tuve una vez un encuentro con una un tanto tenso), las pollas de agua andando entre el carrizo buscando comida (¡ellas se creen sigilosas, pero para nada lo son!), las cercetas en pareja (esta especie de anátida es de las más pequeñas que podemos observar en España), zampullines tanto cuellinegros como comunes zambulléndose en el agua en busca de comida, una pareja de avocetas haciendo gala de su extravagante pico y la malvasía cabeciblanca, inconfundible silueta (personalmente, uno de las anátidas que más me gustan). Más a lo lejos se veían flamencos y ánsares (a.k.a. “gansos”) y una pareja de aguiluchos laguneros buscándose el desayuno.

La temperatura era muy agradable y no hacía viento. Una vez teníamos explorada más o menos toda la laguna, nos pusimos a mirar atentamente los carrizos, hogar de muchos paseriformes, algunos de ellos las estrellas del lugar: el pechiazul, el bigotudo y el pájaro moscón. Si os dijese que visitamos Navaseca como un destino sin más os estaría mintiendo: íbamos en busca de estos tres pequeños. Os podéis imaginar lo difícil que es: son pequeños, de color marrón clarito y viven entre el carrizo.

 

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De izquierda a derecha: pechiazul (Luscinia svecica), bigotudo (Panurus biarmicus) y pájaro moscón (Remiz pendulinus) © Juan Varela

Si vais a Navaseca, yo os recomiendo que os tiréis bastante tiempo en este primer mirador porque se tiene una panorámica de la laguna impresionante, y a la vez, pasan por delante de las ventanas pequeños pajarillos moviéndose de carrizo en carrizo.

Cuando ya pensamos que habíamos estado un buen rato mirando desde el mirador (¡nunca es suficiente! falta que te vayas para que aparezca el ave que andabas buscando) nos decidimos a hacer el recorrido de la laguna: es muy cortito y hay más observatorios alrededor.

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Itinerarios de la laguna de Navaseca. Nosotros comenzamos justo en el mirador frente al parking (P) y continuamos por la parte central donde se juntan ambas sendas (verde y azul) para luego seguir el itinerario del Cordel de las Lagunas.

Una vez ya en el camino estábamos muy atentos y como para no estarlo: a ambos lados del camino de tierra se levantaban carrizos y espadañas, hogar de estas tres aves (y muchas más) que andábamos buscando. Y sin quererlo ni beberlo, encontramos nuestro primer objetivo: el pechiazul.

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Pechiazul (Luscinia svecica). He de reconocer que es de las peores fotos que he hecho en mi vida, yo las llamo ‘fotos testimoniales’.

Ahí estaba, entrando y saliendo de los carrizos buscando sustento. El pechiazul se asemeja muchísimo al petirrojo pero tiene un babero de color azul inconfundible, una maravilla de la naturaleza vaya, y es que el color azul no es muy común en los animales.

Con este chute de energía, viendo al pechiazul pegar sus saltitos, continuamos el camino. La sensación de conocer lugares nuevos, sus peculiaridades, sus habitantes (emplumados y sin emplumar), el aire fresco, los sonidos lo inundaba todo. Seguro que a los que os guste la naturaleza y el campo entendéis perfectamente de que sensación hablo. Giramos y la segunda sorpresa del día estaba enfrente nuestra. También azul: un calamón.

El calamón es un rálido, y como todo rálido es un bicho raro. Es una mezcla entre gallina y pato de color azul que vive en el agua, con un escudo frontal y patas (muy largas) de color rojo intenso. Es un animal bastante esquivo que hace su vida bajo la protección del carrizo. No sé por qué pero a este calamón le daba realmente igual que estuviésemos a escasos metros de él. Seguía a sus cosas, buscando (como todos) papeo. Me quedé prendada de este bicho, el color azul de sus plumas es simplemente fascinante, así que le hice una especie de book de fotos (como si fuese mi modelo particular) y después se alejó tranquilamente hacia la laguna.

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El confiado calamón (Porphyrio porphyrio) en medio del camino.

Continuamos la ruta, viendo más calamones en el interior de la laguna de Navaseca, una pareja de aguiluchos laguneros que probablemente cría en la laguna, así como bandos de gorriones comunes y gorriones morunos, bastante numerosos en los campos de cultivo. El bigotudo y el pájaro moscón no aparecieron pero la verdad es que nos daba un poco igual, quedaba todo el día por delante. Sin darnos cuenta ya habíamos dado la vuelta a la laguna y estábamos donde habíamos comenzado.

Si sois aficionados a pajarear, seguro que habréis conocido a gente que de repente os ve llegar con unos prismáticos y un telescopio y os pregunta cómo ha ido el día y que habéis visto. Incluso si llevan un buen telescopio os lo han dejado de buen agrado para que echéis un vistazo a lo que queráis. Es una de las cosas que más me gustan del mundo del pajareo: las personas suelen ser muy simpáticas. Conocimos a una pareja de amigos que estaban deseosos de ver el pechiazul así que poco tardé en contarles donde lo había visto. A cambio ellos nos enseñaron una foto muy bonita que acababan de hacerle a un pájaro moscón que estaba entre las espadañas. El hype apareció de nuevo, así que allá que fuimos a intentar encontrarle, pero no hubo suerte.

El pájaro moscón es tremendamente pequeño: en esta foto podéis ver a un macho en una sesión de anillamiento:

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Pájaro moscón (Remiz pendulinus) en una sesión de anillamiento. © Blue Nature

Como podéis imaginar, encontrar a este bicho entre miles de carrizos, en invierno, es muy difícil. En primavera y verano es más fácil porque su nido es inconfundible: un nido tejido con mucho esmero y que cuelga de las ramas de árboles cercanos a ríos y lagos. ¿Qué materiales utiliza para construir este nido? Pues ramas pequeñas y finas, fibras vegetales y animales, telas de arañas y… cómo no, las semillas plumosas de las espadañas (Typha sp.). No pudimos verle, pero si encontramos los restos de un nido. IMG_9331Tendremos que seguir intentando buscar a este pequeño.

A última hora de la tarde sucedió lo que pensamos que no sucedería: ¡apareció el bigotudo! Pero de forma totalmente aleatoria. Habíamos recorrido casi 10 veces el camino, carrizo arriba, carrizo abajo. A mí ya comenzaba hasta dolerme la cabeza del entrecerrar los ojos y del sol, cuando de repente escuchamos la llamada de este paseriforme (¡muy característica! pincha aquí para escucharla) y vimos a varios machos y hembras delante nuestra atusándose entre los carrizos.

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De izquierda a derecha: hembra y macho de bigotudo (Panurus biarmicus).

¡Menuda manera de terminar el día! Algo totalmente inesperado, creedme, mirar entre tanto carrizo es agotador. Pero ahí estaban, un bando de bigotudos en sus quehaceres vespertinos. Unas aves bien chulas.

A la lista también se sumaron verderones, jilgueros, pinzones y escribanos palustres, muy abundantes por este sitio. Como veis, es un lugar increíble, donde pueden observarse algunas de las aves más curiosas e interesantes de nuestro territorio. Podemos añadirle grullas que vimos sobrevolando la laguna, así como gaviotas sombrías y reidoras.

Puedes visitar si quieres las listas eBirds de la Laguna de Navaseca y animarte a visitarlas para seguir engrosando los datos sobre las aves que viven allí. Espero que os haya gustado este primer blog de muchos que están por venir donde os contaremos experiencias de nuestras salidas de campo. No he incluido la excursión al complejo lagunar de Alcázar de San Juan porque ese día hizo un viento exagerado y no pudimos observar gran cosa. ¡Habrá que volver a ir!

¡Hasta la próxima!

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CULTURA – CAPÍTULO 4 (final)

Hablar de cultura en otros animales es un tema que a veces levanta miradas escépticas, pues para muchas personas es la cultura la que nos define como humanos. La cultura podemos definirla como el conjunto de comportamientos dados en una población, generados y mantenidos mediante el aprendizaje y la imitación. Los ejemplos en el reino animal son muy numerosos: las diferentes técnicas de caza de las orcas, la apertura de botellas de leche por los carboneros o los dialectos de los delfines.

La cultura, a pesar de lo glorificada que pueda estar, es un proceso sencillo inherente al aprendizaje por imitación. Si un animal es capaz de imitar a un congénere para conseguir un beneficio y aprende este comportamiento, ya se habrán dado los pasos necesarios para el desarrollo de un aprendizaje social o cultural.

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Uno de los ejemplos más sencillos que se ha visto en salmones. Se ha comprobado que estos animales, cuando son sometidos a un alimento vivo novedoso para ellos, tardan un buen tiempo en aprender que éste es comestible. Sin embargo, si los novatos son expuestos a salmones que ya conocen el alimento, dicho proceso de aprendizaje se acelera muchísimo por imitación.

Pero es un experimento realizado en un pez llamado burro listado (Haemulon flavolineatum) el que de verdad demuestra la importancia del aprendizaje social en los peces. Estos peces hacen una migración diaria desde los lugares de descanso, ocultos entre las púas de los erizos de mar, hasta sus zonas de alimentación, en lugares más abiertos. Estas rutas son transmitidas por aprendizaje social. Si cogemos a un individuo y lo desplazamos a una población diferente, éste aprenderá las rutas de migración de los peces experimentados y las recordará. Si en cambio el individuo es introducido en un ambiente nuevo pero con la población original retirada, éste tratará de seguir una ruta similar a la que utilizaba en su lugar de origen, fracasando en la búsqueda de alimento.

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Haemulon flavolineatum, un pez en el que las costumbres relacionadas con los lugares de alimentación se transmite por arendizaje y observación, perpetuándose de forma cultural.

Pero estos peces podrían estar simplemente siguiendo a aquellos peces que conocen la ruta y no aprendiéndola. Para demostrar que no es así, se realizó un expermimento con guppies (Poecilia reticulata) relacionado con rutas de escape de un peligro en el que se iban retirando los individuos experimentados a la vez que éstos se sustituían por nuevos peces no conocedores de las rutas de huída correctas cuando dicho peligro se les presentaba. Con el tiempo, no quedaba ningún animal de los originales, y aun así, la población, totalmente diferente de la original, fue capaz de continuar la tradición, manteniendo la misma ruta de escape. Dicha tradición sólo se perdía si se quitaban a todos los individuos que habían llegado a aprenderla.

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Peces nuevos introducidos en un tanque de individuos adiestrados aprenden por imitación. Si se van extrayendo los individuos entrenados originales y se añaden individuos nuevos, tendremos un tanque compuesto solo por peces que han aprendido pro imitación y que son capaces de enseñar a otros peces nuevos, perpetuándose el comportamiento.

Nos cuesta pensar en los peces como animales capaces de cualquier tipo de actividad cognitiva, y esto no es sólo por los mitos sobre la memoria de los peces. Solemos pensar en estos animales como seres primitivos, relictos de otra época, pero nada más lejos de la realidad. Los peces actuales son bien diferentes a los primeros peces fósiles. Desde que nos separamos evolutivamente de estos animales, ambos grupos han ido evolucionando independientemente, adaptándose a nuevos ambientes, siempre siguiendo el eterno cambio que acompaña a la evolución. Nuevas estructuras se desarrollan y otras se pierden. Nuestros cuerpos han cambiado para adaptarnos al medio terrestre, el suyo, ha permanecido en el medio acuático, pero dando lugar a formas nunca antes vistas y a comportamientos avanzados que les permiten subsistir.

Desde esta serie de artíulos no queremos dar a entender que un pez tiene las mismas habildiades cognitivas que una orca, pero queremos poner a disposición del lector todo lo que hemos podido recuperar sobre la escasa investigación realizada en la cognición de éstos animales. Con ello queremos mostrar que lejos de ser meras máquinas que nadan y comen, los peces muestran una variedad de comportamientos complejos que nos dan a entender que quizás queda más por descubrir de lo que pensamos en el estudio de la cognición de estos animales.

Esperamos que esta serie de artículos os haya fascinado tanto como a nosotros indagar en la profundidad del comportamiento de un grupo en apariencia tan poco llamativo para la etología. Y esperamos que miréis a vuestro pez, ahora, con otros ojos.

en los siguientes links puedes acceder a los capítulos I, II y III de esta serie.

Fuentes y más información:

 

¡Bienvenidos a Cuaderno de campo!

Hace más o menos dos meses que esta idea ronda por mi cabeza. Querría llevaros conmigo a los lugares que he visitado para transmitiros mis sensación y compartir mis avistamientos. Creo que sería una muy buena idea que pudieseis ser, de alguna manera, partícipes de mis experiencias en el campo y serviros como fuente de nuevos sitios que visitar. Por eso me siento muy contenta escribiendo estas líneas: ¡inauguramos una nueva sección en nuestra página web!

El nombre de Cuaderno de campo hace alusión a una simple libreta que, en cada viaje o escapada, se rellena con nombres en latín de muchas especies animales al final de cada día, como un breve resumen de lo observado y de lo sentido.

Espero que os guste leer mis aventuras y que os sirvan para marcar nuevos lugares en el mapa y especies en las guías.

¡Nos vemos en el camino!

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Foto en el Parque Nacional de los Cairngorms, Escocia

 

COOPERACIÓN Y ESPIONAJE – Capítulo 3

Cuando hablamos de inteligencia animal solemos recurrir a la consciencia para calificar a un animal como inteligente o no. Algunos dicen que la consiciencia, el saber que uno mismo “es”, en cuanto a ser, es señal de elevada capacidad cognitiva. En muchas ocasiones habrás escuchado que aquellos animales que son capaces de reconocerse a sí delante de un espejo son los más inteligentes. Queda mucho por ver respecto a todo este concepto de la consciencia, pero parece ser que el método del autorreconocimiento visual no es ni mucho menos infalible. Dentro de los córvidos, por ejemplo, la urraca común (Pica pica) es capaz de identificarse a sí misma en una superficie reflectante, mientras que el cuervo de la selva (Corvus macrorhynchos) no parece poseer dicha habilidad.

Los peces no tienen Capturacapacidad para reconocerse a sí mismos en un espejo, y esto lo han demostrado numerosas veces. En muchas ocasiones reaccionan ante su reflejo de forma agresiva, aunque parece ser que no reconocen “exactamente” a otro individuo de la misma especie, sino una señal algo más confusa. Y es que, las superficies reflectantes no son algo para nada habitual en el mundo natural, y es de esperar que muchos animales no estén adaptados de ninguna forma a responder a tan extraño estímulo. Somos animales muy visuales y tendemos a medir las capacidades de otros animales con nuestros propios baremos, pero muchos de los animales que no son capaces de identificarse a sí mismos con un espejo son capaces de hacerlo por el olor, una forma mucho más común en la naturaleza. Pocos estudios se han efectuado al respecto, pero un estudio realizado en cíclidos indica que, al menos, algunos peces, son capaces de reconocer su propio olor, prefiriéndolo al de otros peces.

Algunas teorías apuntan a que los grupos sociales complejos llevan al desarrollo de las capacidades cognitivas para comprender las diferentes interacciones del grupo y actuar de forma adecuada en cada momento dependiendo del individuo con el que se interactúe. Para ello es necesario identificar a tu compañero, saber si es de rango superior, si es de fiar o no o si desempeña mejor o peor una tarea determinada. Estos comportamientos tan avanzados, se dan, también, sorprendentemente, en peces.

En los luchadores siameses (Betta splendens), que forman grupos sociales con jerarquías, los individuos son capaces de reconocer el rango de un individuo no sólo por interacción directa con él, sino también observando las interacciones que este individuo tiene con otros individuos del grupo. Esta adquisición de información de un individuo por “espionaje” no se da sólo en grupos jerárquicos, si no también en la búsqueda de pareja: En guppies (Poecillia reticulata), cuando una hembra enfrentada a dos machos selecciona a uno de ellos como pareja, ésta tiene la tendencia a cambiar su elección si ve que otras hembras muestan más interés por aquel que no había elegido. Esto muestra que la elección de macho no está basada sólo en puros determinantes genéticos, sino en información obtenida tanto del macho como de otras hembras que parecen preferirlo. Al fin y al cabo, si otras hembras lo prefieren, quizás haya algo en ese macho que haya pasado por alto.

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Hembras y macho de guppy (Poecilia reticulata)

Los peces no sólo juzgan a otros individuos por su estatus o calidad reproductora, sino también por su fiabilidad. Por ejemplo, los espinosos (género Gasterosteus) inspeccionan posibles peligros en pareja, acercándose cada vez más a éste por turnos; pero si uno de los compañeros traiciona al otro quedándose atrás en su turno, más protegido del peligro, el traicionado evitará formar pareja con él en el futuro.

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“Ya no te ajunto” – Gasterosteus aculeatus

Todos estos comportamientos se dan dentro  de grupos sociales de la misma especie. Pero lo curioso es que en muchos peces se dan ejemplos de interacción entre diferentes especies que llevan asociados también la identificación de la identidad de otro individuo.

Por ejemplo, algunos meros (familia Epinephelinae) colaboran con otros habitantes del arrecife, principalmente, morenas y pulpos para cazar. Para ello el mero, primero, recluta a la morena (nos centraremos en ésta). La llamada a filas es sencilla: se posiciona delante suya y menea su cabeza. Esta señal indica a la morena, que sale de su escondrijo, que la caza ha empezado. Los dos peces nadan por el arrecife juntos en busca de presas. Los animales que huyen del mero hacia los recovecos del coral, inaccesible para éste, son atrapados por la morena, y aquellos que son espantados de los escondites por la morena son cazados en aguas abiertas por el mero. Así, el éxito de ambos aumenta aunque sólo uno de ellos se lleve la pieza y ambos tienen accesos a presas que no podrían capturar de forma normal. Uno de los aspectos que muestra la complejidad de esta interacción es que los meros, que buscan específicamente a las morenas para buscar la cooperación, son capaces de identificar a aquellas más colaboradoras y más eficientes en la caza, y las prefieren para elegirlas como compañeras de caza, ignorando a las menos cooperativas.

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La veda está abierta – Ejemplar de Cephalopholis argus interactuando con una morena de la especie Gymnothorax undulatus.

Algunos peces no sólo son capaces de identificar a individuos, sino también generalizar su naturaleza por características determinadas.

Los peces limpiadores, del género Labroides son muy conocidos por los servicios de limpieza que prestan a la comunidad en la que habitan, librando de parásitos y tejido muerto a los peces que se acercan a sus particulares sesiones de limpieza. Este pez es todo un empresario que sabe sacar el máximo partido de sus clientes. Es capaz de diferenciar entre los individuos residentes de aquellos que están de paso, y trata a estos segundos prioritariamente, a sabiendas de que el resto no tiene otro lugar al que ir para que les limpien y volverán de todas formas. No sólo eso, Labroides, en ocasiones, tiende a aprovecharse de sus clientes, llevándose de un doloroso bocado, esporádicamente, algo más que piel muerta. Este comportamiento es arriesgado: un cliente enfurecido podría convertir a este pequeño animal en un almuezo fácil. Labroides actúa tambíen para evitar estos accidentes. Es capaz de generalizar y clasificar sus clientes en “carnívoros” o “herbívoros”, de forma que este comportamiento “tramposo” lo realiza en muchas menoso ocasiones en aquellos individuos que pueden ser un peligro para el.

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Labroides dimidiatus realizando una limpieza bucal a Gymnothorax javanicus. En este caso siempre es mejor que el pez no se la juegue pegando un mordisquito.

 

Los comportamientos sociales de los peces son mucho más complejos de lo que podríamos esperar en un principio, con muchos fenómenos llevandose a cabo, como el espionaje, la cooperación, la identificación de individuos o grupos de individuos o la habilidad para recordar si un compañero es un tramposo o no coopera en una tarea determinada. Estos grupos sociales de interacciones complejas con observación de otros individuos es la puerta de entrada para un fenómeno aún si cabe más sorprendente, la cultura, tema del que tratará el próximo capítulo.

Si te los has perdido, en los siguientes links puedes acceder a los capítulos I y II de esta serie.

Fuentes y más información:

 

PECES Y HERRAMIENTAS – Capítulo 2

El uso de herramientas en los animales suele ser visto muchas veces como un signo de inteligencia. De hecho, en antropología, la invención y el perfeccionamiento de las herramientas son usadas como piedras angulares en el estudio de la evolución humana.

No sólo los primates poseen la habilidad de 37711e9c56f00a85817a390d239e4389usar herramientas. Ésta ha sido documentada también en otros grupos animales, como las aves. Por ejemplo, el cuervo de Nueva Caledonia (Corvus moneduloides) es muy conocido por sus dotes dignas de McGyver, siendo capaces de crear e incluso modificar sus herramientas para adaptarlas a la resolución de un problema determinado.

Si bien el uso de herramientas en aves es impresionante, el uso de herramientas por parte de peces no es tan sofisticado, aunque no es ni mucho menos desdeñable. Y es que para antes de valorar la maña de los peces hay que tener en cuenta que el mundo en el que se desenvuelven estos animales es muy diferente de aquel en el que lo hacen los animales terrestres, principalmente, en dos aspectos muy importantes:

  • No hace falta mirar demasiado a un pez para darse cuenta de que no posee extremidades prensiles, y que, por tanto, no es capaz de agarrar objetos para su manipulación. La boca es útil para manipular elementos externos, pero suele necesitar la ayuda de otra herramienta: una pata capaz de sostener mientras tanto el objeto.
  • Hablando de obviedades, los peces viven en el agua, un medio viscoso y con mucho rozamiento, por lo que aprovecharse de la gravedad para abrir una almeja o blandir un objeto para golpearla son tareas imposibles.

Y si la piedra no va a la almeja, la almeja irá a la piedra. Por eso los peces no blanden la herramienta contra el problema, sino el problema contra la herramienta.

Este es el caso de varias especies de lábridos (Fam. Labridae), los cuales han encontrado un método eficiente para poder abrir la dura coraza de los animales de los que se alimentan. Cuando un lábrido en busca de alimento encuentra un bivalvo, primero se posiciona sobre él y usa sus aletas a modo de ventiladores para levantar la arena del fondo y desenterrarlo. Una vez el molusco ha sido expuesto, lo coge con la boca para llevarlo hasta su herramienta de oficio, una roca situada en un punto preferente, su “estación de alimentación”. Allí, dependiendo de la especie, golpearán la roca con la concha lateralmente o escupirán con fuerza al animal hacia la roca hasta conseguir abrirlo. Existe una auténtica fidelidad a éstas piedras-yunque, a las que el pez transportará sus capturas para abrirlas.

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Esta concepción de herramienta parece haber sido bastante polémica dado que el animal no “coge la herramienta” sino el objeto a abrir, lo cual no casa con algunas definiciones. Pero este tipo de definiciones es quizá demasiado restrictiva dada la morfología de los animales de los que estamos hablando.

Pero no sólo los lábridos usan herramientas, algunos cíclidos y peces gatos han desarrollado una forma bastante efectiva de proteger a su prole de depredadores. Estos peces depositan sus huevos en vegetación, pero en lugar de hacerlo en tallos u hojas fijos, seleccionan elementos vegetales sueltos como hojas caídas para adherir su puesta. De esta forma, cuando un predador se aproxima, en lugar de tener que recoger toda la puesta bocado a bocado, tan sólo tienen que coger la hoja, como si de una bandeja se tratase, y llevarse así, de forma mucho más rápida, la puesta al completo.

Este comportamiento es fácilmente explicable como una modificación del comportamiento habitual de puesta de huevos, y, a pesar de tratarse de un auténtico uso de herramientas, se presupone que no requiere de una elevada capacidad cognitiva, así que vayamos al quid de la cuestión a un pez con un uso de herramientas que requiere una cierta capacidad cognitiva.

Si bien el uso de agua como heramienta es rápidamente aceptado, e incluso, con excitación, cuando se trata de otros animales, como los primates, cuando hablamos de un pez, de nuevo, nos encontramos con bastante polémica. Aun así, el uso que hace el pez arquero (género Toxotes) del agua encaja perfectamente en la definición: el agua es un elemento externo al animal, un elemento que manipula para resolver un problema con intencionalidad.

Este pez escupe chorros de agua a pequeños animales que han tenido la mala fortuna de posarse en una planta suspendida sobre el agua. El impacto les hace caer, de forma que el pez puede conseguir una comida fácil.

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¿Fácil?

Eso no está tan claro. Resulta que este comportamiento es más complejo de lo que parece, y conlleva, incluso, un proceso de aprendizaje. Los peces arqueros aprenden a regular la intensidad del chorro de agua dependiendo del tamaño relativo del animal y la distancia a la que esté.

No sólo eso, los juveniles del género Toxotes han de aprender a contrarrestar los efectos de la refracción de la luz al pasar por el agua, ese efecto óptico que hace que un objeto sumergido (o en este caso, fuera del agua) parezca estar en una posición diferente a la que ocupa realmente.

Y esto lo hacen con una habilidad pasmosa, teniendo que calibrar dichas correcciones dependiendo de los cambios estacionales de temperatura y salinidad del agua, que hacen variar dicho efecto de refracción. Si sumamos a todo esto que también son capaces de aprender a corregir su disparo para acertar a blancos en movimiento, estamos ante todo un Guillermo Tell en versión «Super Soaker». Todas estas capacidades de aprendizaje en el perfeccionamiento del uso de una herramienta indican una capacidad cognitiva considerable.

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Y es que el pez arquero ya ha demostrado dichas habilidades cognitivas en otros ámbitos: Hilando con el capítulo anterior de esta serie, relacionado con la memoria, ahora sabemos que el pez arquero es capaz de identificar rostros humanos, pudiendo memorizarlos y distinguir un rostro determinado de otros con una eficacia que se aproxima al 90%

Con el agua dentro de la definición de herramientas tendríamos a muchos otros peces capaces de usar chorros de agua para conseguir comida de difícil acceso, como los gouramis (que lo usan también para adherir sus huevos a hojas sobre el agua y así evitar depredadores), los peces ballesta (para girar erizos de mar) o, incluso, elasmobranquios como las rayas (para sacar alimentos de sitios de difícil acceso).

Además de las herramientas, las estructuras complejas como los nidos podrían ser precursoras o incluso equivalentes al uso de herramientas en lo que a capacidad cognitiva se refiere. De hecho son sorprendentemente raras en el reino animal, dándose en aves, en algunos mamíferos como el castor y en peces.

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Desde nidos para puestas cuidadosamente construidos con materiales seleccionados en espinosos  (Gasterosteus) hasta murallas de piedra alrededor de una guarida (Opistognathidae), las construcciones de los peces son diversas; aun así, una de ellas llama especialmente la atención.

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Estas estructuras, mostradas en la foto, habían sido todo un misterio en las costas de Japón hasta que se descubrió el artífice de estas señales de dos metros de diámetro dignas de una invasión alienígena: un pequeño pez globo, el Torquigener albomaculosus.

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En la época de reproducción el macho comienza a arar los surcos radiales valiéndose de sus aletas, las “colinas” que quedan entre dichos surcos son decoradas con piedrecitas y conchas que el animal deposita cuidadosamente. Es un trabajo arduo que ha de ser mantenido en el tiempo para que la estructura no colapse con el movimiento de las corrientes marinas. El macho se afana tanto en crear esta estructura por un motivo determinado: Los surcos crean una corriente de agua direccional, de forma que el agua entra por un lado del círculo y sale por el opuesto, pasando por los surcos. Al tener un área mayor la zona central que los surcos, el agua se ralentiza allí, causando que la arena de grano fino que ha llegado arrastrada por la corriente, más fuerte, del exterior, se deposite en el centro de la estructura. Esta arena fina es la que necesita la hembra para depositar sus huevos.

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Diagrama del funcionamiento de los círculos-nido del pez globo T. albomaculosus. Las flechas indican corrientes rápidas. Las flechas verdes entran en la estructura cargadas de arena fina (puntos amarillos) que se depositan en el centro, de flujo más lento. Las flechas rojas indican la corriente saliente, empobrecida de partículas.

Las hembras, van observando, de castillo de arena en castillo de arena, la calidad de la estructura creada por el macho, pasando incluso varias veces por el mismo sitio, para, finalmente, decantarse por uno, mostrando por su parte, quizás, ciertas habilidades cognitivas de memorización, comparación y finalmente elección. Se convierte así en un proceso similar al que se da en las mucho más estudiadas aves de la familia Ptilonorhynchidae, que generan estructuras decoradas para tratar de persuadir a las hembras en su elección de macho.

En el siguiente capítulo de esta serie abordaremos el tema no de como los animales reconocen y juzgan construcciones o estructuras sino de como son capaces de ponerle cara y reconocerse tanto a sus compañeros de hábitat como a si mismos y los problemas que surgen de la convivencia. Hablaremos de las capacidades cognitivas sociales en los peces, y ¡hay mucho de lo que hablar!

Si no has leído el capítulo anterior de esta serie, puedes visitarlo ¡haciendo clic aquí!

 

Fuentes y más información:

MEMORIA DE PEZ – Capítulo 1

Según dijo Grouxo Marx “es mejor estar callado y parecer tonto que hablar y despejar las dudas definitivamente”, pero parece que el actor no estaba tan en lo cierto, si no, que se lo pregunten a los peces. Los peces, desde nuestro punto de vista, son animales poco comunicativos, parecen no emitir ningún sonido, en la mayoría de los casos. Y en el caso de que fueran capaces de sentir emociones, poseen la expresividad de un ladrillo al no tener una musculatura facial que les permita realizar muecas o, ni tan siquiera, fruncir el ceño en desagrado cuando son atrapados por un anzuelo.

Esta incapacidad de comunicación entre el conjunto de los peces y el ser humano, la cual se ve reducida a unos últimos coletazos antes de caer en la cesta de pesca es la que hace que se presuponga a los peces como animales carentes de inteligencia, como máquinas que nadan y comen, sin capacidad de evaluar situaciones o aprender de experiencias anteriores.

Y es que no sólo los peces tienen una escasa capacidad de expresión hacia los humanos, sino que, además, su mundo es completamente desconocido a la mayor parte de las personas, las cuales, raramente habrán visto un pez en su medio natural llevando a cabo un comportamiento normal.

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Esta imagen resume el total de las experiencias que buena parte de la población tendrá con los peces a lo largo de su vida.

Pero ¿es esto realmente así? ¿Poseen los peces inteligencia? Esta pregunta se hace complicada de contestar, sobre todo debido a que el concepto de inteligencia es, por desgracia para aquellos que estudian animales alejados del ser humano, sorprendentemente difusa. En esta serie de artículos analizaremos algunas de las capacidades intelectuales y cognitivas de éstos animales para tratar de encontrar una respuesta a dicha cuestión.

MEMORIA DE PEZ

“P. Sherman, Calle Wallaby 42, Sidney”

Existe una gran cantidad de mitos dentro del mundo de la zoología, pero uno de lo más arraigados en la sociedad, uno que se da por supuesto en cualquier conversación de cafetería es la proverbial memoria de los peces. Ya lo conoces, lo has oído hasta la náusea: “los peces sólo tienen 3 segundos de memoria”.

Pues como ya se ha dicho, no es ni más que un mito. Da igual las veces que lo repitas.

De hecho, algunas especies tienen una capacidad de 23333memorización bastante grande, sobre todo si la comparamos con su longevidad. Por ejemplo, los peces de la especie Melanotaenia duboulayi, que viven una media de dos años en la naturaleza, son capaces de recordar la solución a un laberinto de redes incluso un año después de haberlo resuelto por última vez.

Y es que el aprendizaje y el almacenamiento de la información son muy necesarios para la supervivencia. El aprendizaje y la memoria están muy ligados a evitar peligros; por ejemplo, los lucios que han sido atrapados por un anzuelo desarrollan hasta un año lo que se llama “timidez al anzuelo”, que consiste en que el pez evita aquel extraño artefacto metálico que una vez intentó abducirle fuera de su medio.

 

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Pero la memoria en los peces no sólo está relacionada con saber salvar las aletas anales de peligros mediante el aprendizaje. Se sabe que algunos peces tienen una gran memoria espacial y geométrica, algo esperable en animales que se mueven en un ambiente complejo y tridimensional. Algunas especies de gobios de roca, asociados a pequeñas pozas que se inundan durante la marea alta son capaces de recordar el camino de vuelta a su poza cuando son desplazados hasta a 30 metros de distancia, y no sólo eso, si no que recuerdan la posición de las pozas circundantes durante, al menos, 40 días (hasta donde llegó el estudio, básicamente), siendo capaces de volver a casa en la marea alta siguiendo puntos de referencia en el ecosistema.

De hecho, puedes comprobar la buena memoria que pueden llegar a tener los peces en tu propia casa, si tienes un acuario, un experimento sencillo es alimentar a los peces por la mañana a un lado del acuario, y al atardecer en el otro lado. Cuando los peces comiencen a agruparse con anticipación a un lado del acuario a la hora de comer, significa que han aprendido y están recordando el patrón de alimentación. Esto, a peces como los guppies, muy comunes en acuarios, puede llevarle cosa de 14 días, mientras que las ratas tardan de media, ¡sorpresa! 19 días, más que sus primos ectotérmicos. Pero este es un tema más relacionado con el aprendizaje que con la memoria como tal, y será tratado en nuestra siguiente publicación de esta serie.

Ahora, aparta la mirada de la pantalla, mira a tu acuario y contempla a esos peces, recuerda que son capaces de recordar la mano que les alimenta durante más de 6 meses. ¿Y tú? ¿estás seguro de que te has acordado de darles de comer hoy?

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