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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

El sueño intermitente de los delfines

Delfines - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

El regreso al océano conllevó una enorme transformación

La vida es fascinante, pero lo sería mucho menos si no existiera el fenómeno de la evolución. Gracias al proceso evolutivo han aparecido en nuestro planeta especies adaptadas a vivir en casi todos los nichos que este ofrece, desde los desiertos al fondo de los océanos. La evolución ha originado especies tan extrañas como la nuestra, capaz de darse cuenta de su existencia y de averiguar la historia evolutiva no ya de ella misma, sino de todo el universo.

Pero la humana no es la única especie extraña. Otras especies con capacidades extraordinarias son los delfines, posiblemente los animales más inteligentes tras el ser humano, con permiso de nuestro hermano el chimpancé. Los delfines, junto con ballenas y marsopas, descienden de mamíferos ungulados terrestres que se adaptaron de nuevo a la vida marina. Se estima que el ancestro común de estos animales inició su regreso al mar hace unos 50 millones de años.

El regreso al océano conllevó una enorme transformación en la anatomía y fisiología de estos animales, que hoy se parecen poco a una vaca o a un caballo. Sus cuerpos adquirieron forma fusiforme, para facilitar su desplazamiento en el medio acuoso; las patas traseras desaparecieron, dejando solo unos huesos vestigiales en el interior del cuerpo; la cola desarrolló dos fuertes aletas que permiten la propulsión; las patas delanteras se transformaron en aletas; la nariz se desplazó hacia la parte superior de la cabeza para facilitar la respiración, etc.

UN SÓNAR BIOLÓGICO

Pero tal vez los cambios más interesantes y profundos son los que no resultan evidentes a primera vista. Uno de los más importantes es el desarrollo de la ecolocación, necesaria para navegar, localizar las presas y también localizar a otros miembros de grupo. La ecolocación es una especie de sónar biológico que permite a los animales que la poseen emitir sonidos de alta frecuencia y captar e interpretar el eco rebotado por los objetos con los que el sonido, en su progreso, colisione. Tal vez sean los murciélagos los animales más conocidos por esta capacidad, pero los delfines también la poseen, como la poseen en general animales que deben desenvolverse en condiciones de muy baja luminosidad. Los delfines, sin embargo, son extraordinarios en este aspecto, porque junto a la ecolocación, que utilizan para orientarse en profundidades donde la luz es escasa o no llega, disfrutan de una buena vista tanto dentro como fuera del agua.

Desarrollar la capacidad de ecolocación llevó a los delfines millones de años. Durante su periodo evolutivo desarrollaron órganos específicos para esta función. Uno de ellos es el llamado melón, una parte carnosa y muy rica en lípidos situada sobre el cráneo que se cree participa en la emisión y difusión de ultrasonidos, producidos en unos sacos nasales también localizados en la parte superior de la cabeza. Además, su sentido del oído se incrementó y en él no solo participan los oídos propiamente dichos, sino también los dientes y la mandíbula inferior que, a través de una cavidad rellena de grasa, transmiten los sonidos directamente al oído medio.

MEDIO DESPIERTOS

Pero la adaptación al medio marino más espectacular de los delfines proviene de la necesidad de resolver el problema de cómo dormir y no perecer ahogado en el intento. El sueño es necesario desde los insectos a los mamíferos y, evidentemente, igualmente necesario resulta respirar. Ambas funciones fisiológicas entran en conflicto en el caso de los mamíferos marinos, que respiran a través de pulmones, y no de branquias. Para estos animales no poder vencer al sueño en medio del océano supondría una sentencia de muerte.

La solución adoptada durante la evolución de los delfines es extraordinaria. Consiste en dejar dormir solo a medio cerebro y mantener el otro medio despierto, de manera alternativa. Cuando un hemisferio cerebral duerme; el otro no lo hace. Solo cuando el hemisferio dormido se despierta, el otro puede entonces “acostarse”. El hemisferio cerebral despierto toma así el control de la natación y de la respiración, la cual es un acto voluntario en el caso de los delfines (lo que implica también que carecen del acto reflejo de aspirar aire cuando este comienza a faltar ya que, sumergidos, este acto involuntario les causaría la muerte).

Curiosamente, en cautividad, los delfines sí pueden dormir con ambos hemisferios cerebrales al mismo tiempo, manteniendo la nariz por encima de la superficie del agua gracias a un movimiento reflejo de la cola que les mantiene flotando. En este caso, la respiración también se produce de manera automática.

¿Cuánto tiempo pueden estar los delfines salvajes alerta, durmiendo solo uno de los hemisferios cerebrales de modo intermitente? Este tema ha sido recientemente abordado por investigadores de la Fundación Estadounidense de Mamíferos Marinos, quienes publican sus resultados en la prestigiosa revista PLOS One. Los investigadores revelan que los delfines pueden localizar objetos por ecolocación durante al menos 15 días, con sus noches, de manera ininterrumpida sin que, gracias al sueño intermitente de sus hemisferios cerebrales, parezcan fatigarse. La sorprendente capacidad de andar, mejor dicho, de nadar medio dormidos, en realidad medio despiertos, no solo permite a los delfines dormir y respirar al mismo tiempo, sino también estar alerta para evitar presuntos predadores y mantenerse unidos al resto del grupo. Cuanto más sabemos, más seguimos sorprendiéndonos. Y es que emocionantes sorpresas al descubrir las maravillas del mundo son uno de los regalos cotidianos la ciencia.

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Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

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