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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.

Rayas y moscas.

Rayas y moscas - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

Esta semana retomamos de nuevo un tema de la serie vintage, que trata de una curiosidad científica tal vez ya conocida por algunos de vosotros: la respuesta a la pregunta de por qué las cebras poseen rayas blancas y negras sobre su piel, y son, de hecho, prácticamente los únicos animales africanos que muestran tan notable característica, y por supuesto los únicos équidos rayados en existencia.

Hace veinte años, se obtuvo una posible respuesta para esta pregunta y, puesto que el tema me pareció tan curioso y sencillo, decidí escribir sobre él. El asunto es, sin duda, curioso, pero ya verás que conforme te sumerges en él, no es tan sencillo como parece, ni mucho menos, y puede conducirnos a profundidades científicas aún inaccesibles. Intentar dar una respuesta a la cuestión, aparentemente sencilla, de por qué las cebras tienen la piel rayada también permite que aprendamos que obtener una respuesta sólida para cualquier cuestión científica que podamos plantearnos no es un asunto trivial. Para conseguir las respuestas, no solo hay que superar los numerosos obstáculos interpuestos por la propia Naturaleza, nunca inclinada a ceder sus secretos, sino que es también necesario superar nuestros propios obstáculos intelectuales y aprender a evaluar con objetividad sí hemos obtenido, en realidad, la respuesta que buscábamos cuando creemos que hemos conseguido una.

Veamos lo que contaba sobre las cebras en septiembre de 2002 y analicemos después si la respuesta obtenida entonces fue satisfactoria a la luz de nuevos conocimientos.

He aquí el contenido del artículo:
Una de las consecuencias del sistema mitológico en el que generalmente somos educados es que no adquirimos la costumbre de preguntarnos el por qué de las cosas. Admitimos el mundo que nos rodea como si nos hubiera sido dado así y no existieran razones para que sea de la manera que es. Observamos la variedad de animales y plantas de la Naturaleza y pocos nos preguntamos por qué los elefantes tienen trompa y las cebras son rayadas. Tal vez esa pregunta se le ocurra formularla a algún niño o niña tras ver un documental sobre la Naturaleza en África porque no hay duda de que, con la edad, solemos perder la curiosidad y la capacidad de formular, y formularnos, preguntas interesantes.

Afortunadamente, la ciencia mantiene esa curiosidad infantil y tiene la mala costumbre de plantearse preguntas difíciles de contestar y, además, de contestarlas. Así que hoy vamos a intentar responder a la pregunta de por qué las cebras tienen rayas blancas y negras, a pesar de que esa característica las hace aparentemente muy visibles para sus enemigos naturales, entre los que se incluyen animales tan simpáticos como los leones. En este caso, parece que las cebras no sólo no se camuflan, sino que se convierten en más visibles de lo necesario. Pero, ¿es así o las rayas las hacen en realidad menos visibles? ¿Por qué?

Otro curioso animal africano, sin rayas esta vez, es la mosca Tse-tsé, insecto bastante molesto, como casi todas las moscas y todos los moscones, que se alimenta a base de chupar la sangre de sus víctimas. Esto no tendría mayor importancia si no fuera porque, al picar, las moscas Tse-tsé introducen en la sangre un parásito, un tripanosoma, que produce la conocida enfermedad del sueño. El parásito afecta diferentes órganos y tejidos y acaba por atacar al sistema nervioso, produciendo desregulaciones neurológicas, en particular la desregulación del ciclo de vigilia y sueño, además de producir cambios de humor y ataques de agresividad.

Las moscas Tse-tsé se alimentan pues de la sangre del ser humano y otros animales, entre ellos los impalas, cebras, ñus y demás fauna. Estos animales procuran no ser picados por las moscas Tse-tsé, puesto que de ser infectados por el parásito serán presa fácil de animales predadores, al quedar debilitados e incluso, literalmente, caer dormidos en cualquier sitio y a cualquier hora.

Por esta razón, los animales que deben convivir con la mosca Tse-tsé han desarrollado sistemas de defensa contra ella. Por ejemplo, los impalas han desarrollado un sistema de perpetuas vibraciones en su piel que impide a la mosca posarse sobre ella con la tranquilidad suficiente como para propinarles el picotazo alimenticio. Otros animales han desarrollado otros sistemas de defensa y, entre ellos, las cebras parecen haber desarrollado justo lo contrario de lo que aparentan sus conspicuas rayas, es decir, precisamente, la invisibilidad.

Esto es una verdadera paradoja de la Naturaleza. Los zoólogos han descubierto que las rayas de las cebras, que las hacen tan visibles a nuestros ojos o a los ojos de otros animales, las convierten en invisibles a los ojos de la mosca Tse-tsé. La explicación de este curioso fenómeno natural reside en lo que ha sucedido durante la evolución de la mosca Tsé-tse y los animales de los que se alimenta. Durante la evolución, dicha mosca ha “aprendido” a distinguir a los animales de otras cosas porque éstos solían presentar un color uniforme que los distinguía del fondo visual, menos uniforme, sobre el que se recortaban. Es cierto que la mayoría de los animales de la sabana africana, donde la mosca habita, presentan una coloración uniforme; impalas, búfalos, ñus, elefantes, todos ellos presentan un único color frente al fondo visual que les rodea. Las moscas Tse-tsé sufrieron un proceso de selección que acabó por conseguir que los individuos de esa especie fueran capaces de identificar esas manchas uniformes en su campo visual como indicadores inequívocos de alimento. De hecho, una manera eficaz de luchar contra dichas moscas es atraerlas hacia paneles de color uniforme, azul o negro, cuya superficie ha sido rociada con un insecticida. Las moscas se ven atraídas por el color uniforme del panel y perecen por los efectos del insecticida al posarse sobre él.

Evidentemente, ante la manera en que la mosca Tse-tsé elegía a sus víctimas, uno de los mecanismos de defensa posibles era el de colorear la piel de manera que no presentara una superficie uniforme que la atrajera. En este medio ambiente, tan moscoso, los ancestros de las cebras que presentaban coloraciones menos uniformes de lo normal fueron los que mejor sobrevivieron ante el ataque de las moscas. Poco a poco, se fueron seleccionando individuos que no solo atraían poco a las moscas, sino que se convirtieron en prácticamente invisibles ante ellas, mediante la adquisición de su hoy famosa coloración a rayas blancas y negras.

De esta manera, las cebras solucionaron el problema que les presentaba el ataque de las moscas, aunque al hacerlo así creaban aparentemente otro, que era hacerlas más visibles para otros predadores. Sin embargo, la presión evolutiva creada por la mosca y el tripanosoma parásito era más elevada que la creada por leones y hienas, y esto por la sencilla razón de que una cebra medio dormida o debilitada no podría escapar de la persecución de esos u otros predadores.

Muy bien, hasta aquí todo parece satisfactorio para explicar las rayas de las cebras, pero, bien mirado, no lo es. Y no lo es porque si bien las rayas blancas y negras consiguen hacer a las cebras invisibles ante las moscas Tse-tsé, las cebras hubieran quizá resultado ser igualmente invisibles si, en lugar de rayas, tuvieran lunares como si de una falda flamenca se tratara. Pero esto no es lo que sucede, claro. La razón puede estribar en los mecanismos por los que durante el desarrollo embrionario de la cebra las células de la piel deciden colorear los pelos blancos o negros. Puesto que los animales a lunares existen, pensemos si no en los leopardos o jaguares, o incluso las jirafas, la verdadera razón de la selección de cebras rayadas en lugar de manchadas es aún desconocida, al menos para mí.

Hasta aquí lo que contaba hace dos décadas.

Comencemos nuestros comentarios haciendo la precisión de que las moscas Tse-tsé no solo pueden trasmitir a las cebras la enfermedad del sueño, sino también otras enfermedades, como la gripe y, en particular enfermedades propias de los équidos, entra la que se encuentra la mortal fiebre africana del caballo, causada por un virus. La picadura de las moscas supone, por consiguiente, un verdadero problema de salud para las cebras.

Desde la publicación del estudio al que me refería antes, se han realizado trabajos adicionales para intentar conseguir evidencias más sólidas de que la razón por la que las cebras son rayadas radica en que las franjas suponen un mecanismo de defensa para hacerlas indetectables a las moscas Tse-tsé. El análisis genético de la sangre extraída del intestino de moscas Tse-tsé capturadas en regiones de la sabana africana poblada por cebras, ñus y otros animales indicó que ninguna de las moscas analizadas había picado a una cebra, y eso a pesar de que el corto pelo de estos animales no impide a las moscas alcanzar su piel. Estos resultados apoyan la idea de que las cebras se defienden de las picaduras de las moscas de alguna manera, pero no permiten concluir que el mecanismo de defensa sean las rayas en la piel. El estudio aporta solo evidencia circunstancial a esa idea, ya que se no se trata de un experimento sino solo de un estudio observacional, que en nada modifica las condiciones naturales, en particular, no manipula las franjas en la piel de las cebras para estudiar los efectos de esta manipulación. No es intelectualmente lícito, por tanto, efectuar la conexión de que el estudio apoya la hipótesis de que las franjas de las cebras son la causa de la inmunidad de estas a la picadura de las moscas Tse-tsé. Es cierto, un resultado contrario, es decir, el hallazgo de sangre de cebra en las moscas Tse-tsé en una proporción acorde con la población de estos animales en relación con otros de la sabana, hubiera invalidado la hipótesis de que las rayas de las cebras ofrecen alguna protección frente a las picaduras, pero no fue esto lo que se observó.

Sin embargo, también se han llevado a cabo experimentos con moscas, cebras y caballos, que carecen de franjas, como el mundo sabe. En esos estudios, algunos de los caballos fueron cubiertos con una especie de capota rayada que imitaba a la piel de las cebras. Los investigadores evaluaron cuántas moscas llegaban a posarse sobre la piel de los caballos sin capota, de los caballos con capota rayada o de las cebras. Comprobaron que las moscas se posaban mucho más frecuentemente sobre la piel de los caballos sin capota que sobre la capota de los caballos encapotados o sobre la piel de las cebras. Con las rayas, las moscas parecían no poder evaluar bien la distancia para el aterrizaje y solían golpearse sobre la piel o las capotas rayadas y rebotar sobre ellas, saliendo despedidas es de esperar que hacia otros destinos menos confusos. Era, en realidad, como si las moscas no pudieran darse cuenta de que una superficie sólida se encontraba delante y no pudieran evitar chocar contra ella.

En 2014, otro estudio comparó la intensidad de las franjas de las poblaciones de cebras en localidades donde abundaban los leones o donde abundaban las moscas Tse-tsé. La idea era comprobar si las franjas servían de camuflaje frente a los leones o frente a las moscas, suponiendo que una mayor densidad de franjas resultaría más protectora y estaría asociada con la defensa frente al mayor peligro para las cebras. Los investigadores encontraron que las cebras con franjas más densas eran las que vivían en zonas con alta densidad de moscas, no las que vivían en zonas con mayor población de leones.

Lo anterior me conduce a mencionar que la hipótesis de la protección frente a la picadura de las moscas no es la única que se ha propuesto para intentar explicar por qué las cebras son rayadas. Otra ha sido, como ya he mencionado, que las franjas sirven de camuflaje frente a los predadores, hipótesis que parece ser falsa, pero hay algunas hipótesis más, como que las franjas sirven como mecanismo de termorregulación al favorecer la evaporación del sudor. Alguna evidencia se ha conseguido en apoyo de esta hipótesis.

Sin embargo, de ser esta última hipótesis cierta no querría decir por ello que la hipótesis de la protección frente a las picaduras de las moscas es falsa. De hecho, las franjas de las cebras bien pudieran servir para llevar a cabo dos funciones y no solo una. Quizá aparecieron en la evolución como mecanismo de defensa frente a las moscas, y luego fueran aprovechadas como mecanismo de termorregulación, o quizá sucediera lo contrario. No sería la primera vez que algo así sucede en la evolución, en la que la aparición de una nueva característica para solucionar un problema es luego utilizada para solucionar otro, o mejorar la supervivencia de otra manera.

A pesar de todo lo comentado hasta aquí, que apoya más la idea de que las franjas de las cebras la protegen de las picaduras de las moscas Tse-tsé, en mi opinión sigue sin conocerse la razón profunda del por qué las cebras tienen rayas, en particular por qué solo las cebras las poseen y no otros animales que también tienen que soportar elevadas temperaturas y altas tasas de picaduras de moscas contagiosas. Es posible que los équidos, como algunos científicos mantienen, sean más sensibles a las enfermedades trasmitidas por las moscas que otras especies de animales, y por esa razón las cebras, en África, se han visto conminados a evolucionar para defenderse de las picaduras de las moscas que las trasmiten. Sin embargo, esto sería solo parte de la respuesta. Porque, ¿por qué son las cebras más sensibles a esas enfermedades? ¿Acaso su sistema inmunitario es más débil? ¿Acaso algunas características que necesitan para sobrevivir las han hecho más sensibles que otras especies a las enfermedades transmitidas por las moscas? Esas preguntas necesitarían ser respondidas para conseguir una respuesta final sólida. Y. como decía antes, ¿por qué franjas y no lunares? ¿Son las moscas indiferentes a los lunares? Habrá que esperar a que alguien haga experimentos colocando faldas flamencas sobre cebras y caballos para averiguar si las moscas rebotan o no sobre ellas.

Jorge Laborda (18/09/2022)

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