Antonio Figueras Huerta, Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC)
Al océano se le llamó alguna vez el “mundo silencioso”, una expresión que Jacques Cousteau popularizó en su célebre documental de 1956. Hoy sabemos que nada podría estar más lejos de la realidad. El mar es un alboroto de sonidos biológicos: camarones chasqueadores, ballenas cantoras, peces que gruñen y el rumor grave de las corrientes atravesando arrecifes. Pero, quizá, más notable que los propios sonidos sea la extraordinaria diversidad de mecanismos con que los animales marinos los detectan.
Documental El mundo silencioso, de Jacques Costeau.
Los seres humanos oímos razonablemente bien en el aire. Nuestra cóclea discrimina frecuencias con precisión notable y nuestro cerebro ensambla esas señales en habla, música y conciencia espacial. Pero, bajo el agua, nuestros oídos son casi inútiles.
El sonido viaja aproximadamente 4,5 veces más rápido en agua de mar que en el aire y, como la densidad del agua es similar a la de nuestros tejidos, nos atraviesa el cráneo sin generar las diferencias interaurales que necesitamos para la localización. Somos, en el sentido más literal, sordos en el océano.
Los invertebrados marinos y los peces, en cambio, llevan cientos de millones de años evolucionando sistemas sensoriales exquisitamente afinados a este entorno acústico. Sus soluciones son, a menudo, más sensibles, de mayor ancho de banda o físicamente más elegantes que cualquier cosa que el oído de los mamíferos consiga bajo el agua.
Peces: un oído del tamaño del cuerpo
Los peces detectan el sonido mediante dos sistemas complementarios. Su oído interno, que contiene densas estructuras de carbonato cálcico llamadas otolitos, responde al componente de movimiento de partículas del sonido: el desplazamiento oscilatorio de las moléculas de agua. Cuando una onda sonora atraviesa al pez, su cuerpo se mueve con ella, pero los otolitos, más densos, se quedan atrás por inercia. La diferencia de movimiento entre el otolito y el tejido que lo rodea dobla las células ciliadas sensoriales y genera una señal neural. Este mecanismo es eficaz desde frecuencias inferiores a 1 Hz hasta varios kilohercios, dependiendo de la especie.
Por otro lado, el sistema de la línea lateral, un órgano sensorial de algunos animales marinos para detectar el movimiento y las vibraciones del agua circundante, extiende esta capacidad a toda la superficie corporal. Conjuntos de neuromastos –grupos de células ciliadas embebidas en una cúpula gelatinosa– detectan el flujo de agua local y las vibraciones de baja frecuencia con sensibilidad de desplazamiento en la escala del nanómetro (la milmillonésima parte de un metro).
Los peces utilizan la línea lateral para formar un cardumen, detectar depredadores, evitar obstáculos y crear imágenes hidrodinámicas de objetos cercanos en completa oscuridad. Ningún vertebrado terrestre posee un órgano equivalente.
Además, algunos peces han mejorado aún más su audición acoplando la vejiga natatoria al oído interno. En los peces otofísicos (bagres, carpas, pirañas), una cadena de pequeños huesos denominados osículos de Weber transmite las fluctuaciones de presión desde la vejiga natatoria llena de gas hasta el oído interno, ampliando drásticamente tanto la sensibilidad como el rango de frecuencias –análogo en función, aunque no en origen evolutivo, al oído medio de los mamíferos–.
Invertebrados marinos: sin oídos, sin problema
Los invertebrados marinos carecen de cualquier cosa semejante a un oído vertebrado, pero muchos son agudamente sensibles al sonido y la vibración. Crustáceos como langostas y cangrejos detectan el movimiento de partículas mediante estatocistos, sacos llenos de líquido revestidos de células ciliadas y lastrados por una pequeña masa mineralizada (el estatolito). Estos órganos sirven principalmente para el equilibrio, pero también responden a estímulos acústicos de baja frecuencia por debajo de aproximadamente 1 000 Hz.
Mientras, los cefalópodos –pulpos, calamares y sepias– utilizan sus estatocistos para detectar sonidos entre aproximadamente 30 y 500 Hz, con máxima sensibilidad alrededor de 100–200 Hz. Algunos experimentos han demostrado que el calamar de aleta larga del Atlántico noroccidental –Doryteuthis pealeii– responde al componente de movimiento de partículas del campo sonoro, y que estas respuestas se eliminan cuando los estatocistos son extirpados.
Pero, quizá, los mecanorreceptores –receptores sensoriales especializados que detectan estímulos mecánicos como presión, tacto, vibración y estiramiento, convirtiéndolos en impulsos nerviosos– marinos más extraordinarios pertenezcan a los cnidarios. Medusas, anémonas y corales poseen estructuras sensoriales similares a células ciliadas que responden al movimiento del agua y la vibración del sustrato.
Las larvas de coral de arrecife utilizan señales acústicas para localizar hábitats adecuados. Por eso, el asentamiento larvario es significativamente mayor en sitios con paisajes sonoros de baja frecuencia, característicos de arrecifes sanos. Son animales sin sistema nervioso centralizado, que navegan por el sonido.
Mamíferos marinos: los verdaderos especialistas
Los odontocetos (ballenas dentadas, delfines y marsopas) son los campeones indiscutibles de la audición marina. Así, los delfines perciben frecuencias de hasta 150 kHz –aproximadamente ocho veces nuestro límite superior– y utilizan la ecolocalización para construir imágenes acústicas tridimensionales de su entorno con resolución centimétrica. Reciben el sonido no a través de un conducto auditivo, sino a través de un canal lleno de grasa en la mandíbula inferior que conduce las vibraciones directamente a la bulla auditiva, evitando el problema que inutiliza nuestros oídos bajo el agua.
Por su parte, las ballenas operan en el extremo opuesto del espectro. Las ballenas azules producen vocalizaciones a aproximadamente 10–40 Hz que pueden propagarse a través de cuencas oceánicas enteras. La morfología de su oído interno sugiere sensibilidad a frecuencias infrasónicas que los humanos no pueden percibir en absoluto. Una sola vocalización de un rorcual común puede viajar más de 1 000 kilómetros: ¡un alcance de comunicación sin igual entre ningún animal terrestre!
¿Es el oído humano el pináculo de la evolución?
La respuesta corta es no. La respuesta larga es que la pregunta misma malinterpreta cómo funciona la evolución. La selección natural no construye sistemas sensoriales “perfectos”, sino sistemas adecuados: la audición de cada especie es un compromiso moldeado por su nicho ecológico, la física de su medio, su tamaño corporal y los depredadores y presas con los que debe lidiar.
En el aire, la cóclea humana es un órgano notable. Nuestra discriminación de frecuencias es aguda (~0,2 % de umbral diferencial en las mejores frecuencias) y nuestro córtex auditivo realiza hazañas asombrosas de reconocimiento de patrones –extraer habla del ruido, analizar armonía musical compleja y localizar sonidos con unos pocos grados de precisión–. Pero, en el instante en que entramos al agua, esas ventajas desaparecen.
Un delfín puede ecolocalizar un objeto del tamaño de una pelota de golf a 100 metros; un pez puede sentir la firma hidrodinámica de la aproximación de un depredador en total oscuridad; una larva de coral no mayor que un grano de arena puede nadar hacia el sonido de un arrecife que nunca ha visitado… No son logros sensoriales menores por provenir de animales no humanos: se trata de soluciones diferentes a problemas diferentes. Y, en sus respectivos dominios, funcionan espectacularmente bien.
Por qué esto importa ahora
Comprender la mecanosensación marina no es meramente un ejercicio académico. El ruido oceánico antropogénico –procedente del tráfico marítimo, los estudios sísmicos, el sonar y la construcción en alta mar– ha incrementado los niveles de sonido ambiental en algunas regiones del océano en 30 dB durante los últimos 50 años. Eso es un aumento de mil veces en energía acústica.
Esta contaminación sonora altera la ecología acústica de la que dependen los animales marinos. Enmascara la comunicación de las ballenas, desencadena respuestas de estrés en cefalópodos, deteriora el comportamiento de cardumen en peces y puede impedir que las larvas de coral encuentren arrecifes adecuados. Estamos, en efecto, ensordeciendo al océano.
La ironía es punzante. La especie con posiblemente la peor audición submarina del planeta es la que genera todo el ruido.
Antonio Figueras Huerta, Profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC)
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
