Los dinosaurios y el origen del biosonar aéreo

Antonio Guillén Servent

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Los primeros mamíferos evolucionaron en un mundo dominado por los dinosaurios durante el día, viéndose abocados a una existencia nocturna. La necesidad de orientación en ausencia de luz impulsó adaptaciones auditivas que mejoraron la localización de las fuentes de sonido, las cuales a su vez prepararon el terreno para la evolución del sofisticado sistema de ecolocación de los murciélagos. 

Los sistemas sensoriales (visión, audición, quimiorecepción, etc.) son cruciales para la vida animal. Mediante ellos los animales localizamos e identificamos recursos, nos orientamos en el movimiento, detectamos depredadores, identificamos conespecíficos y nos comunicamos. Son fundamentales para la supervivencia y la reproducción, y han evolucionado durante cientos de millones de años en una impresionante diversidad paralela a la diversificación ecológica de los animales. El nicho ecológico que ocupa una especie está ineludiblemente ligado a su equipamiento sensorial, ya que mediante los sentidos el animal obtiene información sobre las condiciones ambientales y bióticas relevantes para orientar su comportamiento.

Muchos animales requieren de la localización de recursos que se encuentran distribuidos de forma dispersa en el hábitat, lo cual requiere de buena capacidad de movimiento y una representación espacial del entorno lo suficientemente precisa. La necesidad de localización precisa y movimiento rápido se incrementa en animales depredadores que buscan presas que pueden desarrollar comportamientos de ocultamiento, huida y defensa, mayormente si esto ocurre en un espacio tridimensional. Los vertebrados terrestres diurnos utilizan principalmente la visión para obtener información sobre la estructura espacial del medio y la localización de otros organismos.

Otros vertebrados deben obtener esa información en ausencia de luz. Los primeros mamíferos evolucionaron a finales del periodo Triásico, hace unos 225 millones de años, cuando los dinosaurios dominaban los ecosistemas terrestres durante el día, lo cual abocó a los primeros a una existencia nocturna. La vida nocturna y un hábito insectívoro impulsó la adaptación del oído de los mamíferos hacia mayor sensibilidad y hacia la percepción de sonidos de frecuencias altas, que ofrecen mayor direccionalidad (para localizar la fuente del sonido, probablemente presas en forma de artrópodos ambulantes o aleteando), mediante el desarrollo del pabellón externo (la oreja) y la cadena de huesecillos del oído medio. Cuando evolucionaron los primeros murciélagos hace unos 75 millones de años, los dinosaurios emplumados que hoy conocemos como Aves ya estaban bastante diversificados, y probablemente ocupaban todos los nichos y recursos diurnos a los que se pudieran adaptar unos pequeños mamíferos insectívoros arborícolas que empezaban a desarrollar la capacidad del vuelo, además de que las aves rapaces representaban una formidable amenaza de depredación durante el día. Los primeros murciélagos continuaron con la existencia nocturna de sus ancestros ambulantes, y la selección natural perfeccionó la capacidad de emitir y percibir sonidos de alta frecuencia, adaptándola para analizar ecos de pulsos de sonido emitidos por el mamífero y reflejados por los objetos del medio. Con ello evolucionó el sistema sensorial conocido como biosonar o ecolocación, que solucionó el problema de orientación y localización de objetos en ausencia de luz.

Los murciélagos insectívoros son capaces de orientarse en su vuelo y detectar y capturar insectos diminutos en total obscuridad. (Autor: Antonio Guillén)

El biosonar alcanza la mayor capacidad en los murciélagos insectívoros, que deben detectar, localizar e identificar presas de muy pequeño tamaño. Esta proeza de la ecolocación se preparó desde la primera adaptación de los mamíferos a percibir sonidos de alta frecuencia. El sonido se refleja intensamente tan sólo en objetos de dimensiones cercanas a su longitud de onda, ya que ondas más largas rodearían el objeto sin impactarlo. La longitud de onda corresponde al espacio que recorre el sonido en un segundo (344 m en el aire) dividido por el número de ondas en un segundo (la frecuencia, en ciclos por segundo o hercios, Hz; ej. sonido 1000 Hz: L.Onda = 344 m/1000 = 0.344 m = 34.4 cm; sonido 20,000 Hz: L.Onda = 344 m/20000 = 1.72 cm). Un sonido producirá ecos en objetos tanto más pequeños cuanto más alta sea su frecuencia. Esa es la primera razón para que los murciélagos utilicen en general sonidos de frecuencia más alta que el rango de audición humana, por ello llamados “ultrasonidos”, en la detección de sus presas y resolución de texturas del medio (los murciélagos actuales emiten ultrasonidos de hasta 212 kilohercios, pero 20-60 kHz es el rango más común).

Otra dificultad inherente a la necesidad de detectar objetos de muy pequeño tamaño en el medio aéreo es que la dispersión radial del sonido (la energía del sonido emergente se distribuye en la superficie de la esfera creciente del frente de onda, reduciéndose en cada punto de forma proporcional al cuadrado del radio de la esfera) y la atenuación atmosférica (pérdida de energía causada por el trabajo de mover las moléculas del aire) conspiran con el pequeño tamaño del objetivo (a menor superficie ecoica, eco menos intenso), para que la energía del sonido decaiga fuertemente con la distancia, de forma que la intensidad del eco que llega al oído del murciélago puede ser una billonésima parte de la del sonido emitido. Para conseguir percibir ecos de objetos pequeños a una distancia útil, el murciélago necesita emitir pulsos muy intensos, y contar con un receptor auditivo muy sensible a los muy débiles ecos entrantes. Un receptor tan sensible necesita un fondo silencioso contra el que detectar el eco, y la reverberación del intenso sonido emergente introduciría un nivel alto de ruido, además de que podría dañar el receptor (en este caso, el oído). Pero en efecto, los murciélagos insectívoros emiten pulsos muy intensos, de unos 130 decibelios, equivalente al del ruido de un martillo neumático y en el umbral del dolor para los humanos si pudiéramos escuchar esas altas frecuencias. Dado que los pulsos de ecolocación se emiten de forma intermitente, dejando un intervalo de tiempo entre ellos durante el cual se reciben los ecos, los murciélagos consiguen no saturar el oído desconectando la transmisión de las vibraciones desde el tímpano al oído interno, y volviéndose temporalmente sordos cuando emiten el pulso saliente. Esta desconexión es posible debido a la cadena de huesecillos del oído medio que evolucionó en los primeros mamíferos como adaptación a una mayor sensibilidad auditiva. El microscópico músculo estapedio se ancla al último huesecillo de la cadena, el estribo, que transmite las vibraciones a la ventana oval, la membrana entre el oído medio y el interno. El músculo se contrae en sincronía con la emisión del pulso de ecolocación, separando el huesecillo de la membrana, e interrumpiendo la transmisión de las intensas vibraciones al delicado oído interno. Inmediatamente tras la emisión del pulso, el músculo se relaja y el estribo se apoya sobre la ventana oval, reestableciendo el alto nivel de sensibilidad auditiva que permite percibir y analizar los leves ecos.

Los dinosaurios, al forzar a los primeros mamíferos a una existencia nocturna, facilitaron la adaptación de su sistema auditivo hacia la percepción de sonidos más débiles y de mayor frecuencia, lo cual preparó el camino para la evolución del sofisticado biosonar de los murciélagos actuales.

"La opinión es responsabilidad de los autores y no representa una postura institucional"

Slider: Los murciélagos insectívoros emiten continuamente pulsos de ecolocación durante su vuelo. Los que son emisores vocales, como este murciélago mastín, mantienen la boca abierta para la emisión de los sonidos. (Autor: Antonio Guillén).

 

 

 

23 May 2024 09:38
Humedales urbanos en Veracruz-Boca del Río

Humedales urbanos en Veracruz-Boca del Río

Patricia Moreno-Casasola

Red de Ecología Funcional

La conurbación incluye humedales urbanos que proporcionan grandes beneficios. Un buen manejo y participación [ ... ]

Leer más...
22 May 2024 10:49
¿Un bloqueador solar para los virus?

¿Un bloqueador solar para los virus?

Daniel T. Ramírez Sánchez, Nicolaza Pariona Mendoza, Juan S. Gómez Díaz y Trevor Williams

El mundo de los virus es impresionante. Se estima que existen 10'000'000'000'000'000'000'000'000'000'000 [ ... ]

Leer más...
21 May 2024 08:56
La geografía, vital para la investigación

La geografía, vital para la investigación

Nimitz Y. Vázquez -Rubio y Karla L. Tapia-Fierro

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

La Geografía estudia las interrelaciones entre el ser [ ... ]

Leer más...
20 May 2024 08:58
Día mundial de las abejas 2024

Día mundial de las abejas 2024

Comité Académico “Celebrando a Nuestro Polinizadores (CNP – 2024) - Jardines, Ciudades y Polinizadores”

Instituto de Ecología, A.C. Centro Regional del Bajío [ ... ]

Leer más...
16 May 2024 10:13
Reguladores y recursos del manglar: su desbalance y degradación

Reguladores y recursos del manglar: su desbalance y degradación

Ángel Francisco Zaragoza Méndez, Ana Laura Lara Domínguez, Moisés Rivera Rodríguez, Rosela Pérez Ceballos, Jorge López-Portillo

Existen [ ... ]

Leer más...
15 May 2024 08:45
Polímeros biodegradables para cultivos sostenibles

Polímeros biodegradables para cultivos sostenibles

Elvis Marian Cortazar Murillo1, Felipe Barrera Méndez2 y Jesús Alejandro Zamora Briseño2

La agricultura intensiva y el uso excesivo de agroquímicos [ ... ]

Leer más...
14 May 2024 09:44
¿El cambio climático nos está trayendo más enfermedades?

¿El cambio climático nos está trayendo más enfermedades? 

Andrés M. López-Pérez1, Hugo Mendoza2,3, Mónica Izquierdo-Suzán3 y Daniel Mendizábal4 

En los últimos años se han presentado muchos [ ... ]

Leer más...
08 May 2024 08:55
La mixotrofia. Una forma de alimentarse más allá del reino animal y vegetal

La mixotrofia. Una forma de alimentarse más allá del reino animal y vegetal

Tobías Portillo Bodadilla1 y Bertha Pérez Hernández2

Los organismos mixótrofos son aquellos que pueden producir su propio [ ... ]

Leer más...
07 May 2024 10:43
Un recorrido entre los aromas naturales de los macrohongos silvestres

Un recorrido entre los aromas naturales de los macrohongos silvestres 

Roberto Gamboa-Becerra, Leticia Montoya, Antero Ramos y Víctor M. Bandala

Red Biodiversidad y Sistemática

En el mundo de los [ ... ]

Leer más...
30 Abr 2024 08:51
Mariposas Búho

Mariposas Búho

Juan Marín Vázquez 1 y Janet Nolasco Soto 2

Las alas de las mariposas búho presentan círculos negros rodeados por un aro amarillo cuya forma recuerda a los ojos de un búho. Esta peculiaridad [ ... ]

Leer más...
29 Abr 2024 09:02
Ajustando el reloj biológico

Ajustando el reloj biológico

Gilda P. Zhumi Deleg*, Eva López Tello** y Salvador Mandujano**

Los mamíferos mantienen comportamientos variados según su alimentación y/o estrategia de supervivencia, [ ... ]

Leer más...
26 Abr 2024 08:54
El nitroplasto: una revolución en la evolución

El nitroplasto: una revolución en la evolución

Frédérique Reverchon

Red de Diversidad Biológica del Occidente Mexicano

Hace algunos días ocurrió una pequeña revolución en el mundo científico. Un [ ... ]

Leer más...
26 Abr 2024 08:48
Historia de los juegos de mesa desde una perspectiva científica

Historia de los juegos de mesa desde una perspectiva científica

Guillermo López Escalera Argueta

Oficina de comunicación

Desde tiempos inmemoriales, los seres humanos han buscado maneras de divertirse [ ... ]

Leer más...
24 Abr 2024 09:13
Moscas de las flores: polinizando en segundo plano

Moscas de las flores: polinizando en segundo plano

Ío Natalí Araujo-Peña y Vicente Hernández-Ortiz

Red de Interacciones Multitróficas

La polinización es un proceso fundamental en el ciclo de [ ... ]

Leer más...
24 Abr 2024 09:05
Alas nocturnas: la importancia de los murciélagos como polinizadores

Alas nocturnas: la importancia de los murciélagos como polinizadores

Kevin González Gutiérrez y Wesley Dáttilo

Red de Ecoetología

Las angiospermas, plantas con flores, dependen de sistemas reproductivos [ ... ]

Leer más...
19 Abr 2024 08:53
Hongo del maguey: alimento que se produce entre pencas de agave

El hongo del maguey (Pleurotus agaves): alimento que se produce entre pencas de agave

Alejandra Valdez-Betanzos1, Rosalva Mora-Escobedo1 y Gerardo Mata2

El hongo del maguey (Pleurotus agaves) es una [ ... ]

Leer más...
18 Abr 2024 10:16
Las 10 moléculas más tóxicas de la historia

Explorando el lado oscuro de la química: Las 10 moléculas más tóxicas de la historia

Marco Fernando Valtierra Galván, Israel Bonilla Landa, José Luis Olivares Romero

Red de Estudios Moleculares [ ... ]

Leer más...
17 Abr 2024 09:11
El tlacomiztli o medio gato

El tlacomiztli o medio gato

Alberto González Romero

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

El presente trabajo habla sobre uno de los mamíferos más comunes y menos conocidos de México, [ ... ]

Leer más...
16 Abr 2024 10:25
Inteligencia Artificial en nuestra vida cotidiana

Inteligencia Artificial en nuestra vida cotidiana

Tushar Janardan Pawar, Karla Irazu Ventura-Hernandez, Jose Luis Olivares-Romero*

La inteligencia artificial ya está transformando nuestra vida cotidiana, [ ... ]

Leer más...
12 Abr 2024 07:40
El beneficio de los datos abiertos de biodiversidad

El beneficio de los datos abiertos de biodiversidad

Sergio A. Cabrera Cruz

USPAE

Los datos abiertos en plataformas digitales permiten complementar listados de especies.

Leer más...
11 Abr 2024 07:51
Importancia del monitoreo de la fauna en Reservas de la Biosfera: el caso de La Michilía, Durango

Importancia del monitoreo de la fauna en Reservas de la Biosfera: el caso de La Michilía, Durango

Sonia Gallina

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Llevar a cabo un monitoreo de la fauna, [ ... ]

Leer más...
10 Abr 2024 08:10
Dípteros parásitos de vertebrados

Dípteros parásitos de vertebrados

Sergio Ibáñez-Bernal y María Teresa Suárez-Landa

Red Ambiente y Sustentabilidad

El parasitismo es una relación alimentaria entre dos especies diferentes, en [ ... ]

Leer más...
09 Abr 2024 08:57
Los sistemas acuáticos y las cianobacterias

Los sistemas acuáticos y las cianobacterias

Gabriela Vázquez1 y Mario E. Favila2

La eutrofización de los sistemas acuáticos como los lagos, favorece el crecimiento excesivo de las algas como las [ ... ]

Leer más...
05 Abr 2024 09:15
Hormesis en frutos: una técnica utilizada para alargar la vida postcosecha

Hormesis en frutos: una técnica utilizada para alargar la vida postcosecha

Esaú Bojórquez-Velázquez, Mirna V. Bautista-Valle, José M. Elizalde-Contreras, Eliel Ruiz-May 

El término Hormesis proviene [ ... ]

Leer más...
04 Abr 2024 06:59
La fuente de la juventud oculta en las mitocondrias

La fuente de la juventud oculta en las mitocondrias

Andrea Farias Escalera

Se dice que lo único seguro es la muerte y para llegar a ella, atravesaremos diferentes etapas de envejecimiento que ya sea [ ... ]

Leer más...
02 Abr 2024 06:58
Conservando y restaurando funciones: la utilidad de las redes ecológicas

Conservando y restaurando funciones: la utilidad de las redes ecológicas

Cecilia Díaz-Castelazo, Edwin R. Ariza-Marín y Betsabé Ruiz Guerra

Red de Interacciones Multitróficas

Cuando pensamos en [ ... ]

Leer más...
22 Mar 2024 08:35
Lagunas en las dunas de la Ciudad de Veracruz

Lagunas en las dunas de la Ciudad de Veracruz

Debora Lithgow1, Juan José Von Thaden2, Gilberto Sven Binnquist Cervantes2

Las dunas de la Ciudad de Veracruz tienen cuerpos de agua, lagunas interdunarias, [ ... ]

Leer más...
21 Mar 2024 08:45
Colisión de aves con ventanas: un problema creciente y medidas de prevención

Colisión de aves con ventanas: un problema creciente y medidas de prevención

Fernando González García

Red Biología y Conservación de Vertebrados

Por si fuera poco, y aunado a la destrucción [ ... ]

Leer más...
20 Mar 2024 07:51
Hoja de piedra o Raíz de piedra

Hoja de piedra o Raíz de piedra

José de Jesús Pale Pale* e Israel Acosta Rosado**

Las plantasdel géneroAnthurium pertenecen a la familia Araceae,llamadas comúnmente anturios, han sido útiles para [ ... ]

Leer más...
19 Mar 2024 09:28
Brazo fuerte: el caballero de chaleco elegante

Brazo fuerte: el caballero de chaleco elegante 

Sugey de Jesús Dector Cobos, Alberto González Romero y Sergio Albino Miranda

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

El estudio del medio [ ... ]

Leer más...
15 Mar 2024 09:22
De pequeños brincos a grandes saltos ¿Larvitas de moscas en fuga?

De pequeños brincos a grandes saltos ¿Larvitas de moscas en fuga?

Andrea Birke

Red de Manejo Biorracional de Plagas y Vectores

Los insectos son el grupo más biodiverso del planeta con cerca de 3.5 [ ... ]

Leer más...
13 Mar 2024 07:27
Galería virtual de los paisajes de Veracruz

Galería virtual de los paisajes de Veracruz

Elio Lagunes-Díaz, Griselda Benítez Badillo, Miguel Equihua Zamora, Luz Sánchez Landero

Se presenta una galería de realidad virtual de los ecosistemas [ ... ]

Leer más...
12 Mar 2024 07:26
Insectos en mar abierto

Insectos en mar abierto

Daniel Reynoso-Velasco y Rodolfo Novelo-Gutiérrez

Red de Biodiversidad y Sistemática

A pesar de que los insectos son el grupo más exitoso del planeta y están presentes en [ ... ]

Leer más...
11 Mar 2024 09:35
De bobos, actinos, islas y tesoros ocultos

De bobos, actinos, islas y tesoros ocultos

Noemi Matías1, Teresa González2, Juan E. Martínez1, Oscar Téllez2 y Salvador Rodríguez2 

Isla Clarión, en el Archipiélago de Revillagigedo, alberga [ ... ]

Leer más...
07 Mar 2024 09:11
Caballitos del diablo joya: los Calopterygidae

Caballitos del diablo joya: los Calopterygidae

José Antonio Gómez Anaya y Rodolfo Novelo Gutiérrez

Red de Biodiversidad y Sistemática

Los caballitos del diablo joya, miembros de la familia Calopterygidae, [ ... ]

Leer más...
06 Mar 2024 08:01
Superhéroes ocultos en las plantas

Superhéroes ocultos en las plantas

Yely Gabriela Rodríguez Mina1, Frédérique Reverchon2, José Antonio Guerrero Analco3

Los hongos que viven al interior de las plantas pueden ocasionar, de manera [ ... ]

Leer más...
05 Mar 2024 09:43
Tillandsia ionantha, una especie mexicana, no brasileña

Tillandsia ionantha, una especie mexicana, no brasileña

Juan José Ancona, Juan Pablo Pinzón, Patricia Hernández-Ledesma, Samuel Cruz-Esteban

Tillandsia ionantha fue descrita hace 169 años; desde [ ... ]

Leer más...
04 Mar 2024 07:56
Búhos en la ciudad: aliados imprescindibles para la sociedad

Búhos en la ciudad: aliados imprescindibles para la sociedad

Miguel San Martín y Rafael Villegas Patraca

USPAE

Aunque no lo parezca, los búhos cumplen un papel importante en el control de plagas [ ... ]

Leer más...
04 Mar 2024 07:52
¡Hay que florecer donde fuimos plantados!

¡Hay que florecer donde fuimos plantados!

Karina M. Grajales Tam

Camino rumbo a la escuela, con la cabeza agachada, buscando monedas, billetes o algún tesoro perdido, pero solo encuentro restos de [ ... ]

Leer más...
28 Feb 2024 06:33
Desparasita a tu perro y cuida tú salud

Desparasita a tu perro y cuida tú salud

Karla L. Tapia-Fierro y Andrés M. López

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Desparasita a tu perro continuamente para cuidar su salud y la de [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores