¿Por qué las serpientes perdieron sus patas?
Los científicos saben que todas las serpientes descienden de un reptil que vivió hace unos 160 millones de años. Pero ese ancestro tenía cuatro patas. ¿Qué hizo que esas extremidades fueran innecesarias?
Algunos científicos sostienen que la ausencia de extremidades les dio a las primeras serpientes una ventaja —una especie de privilegio— en tierra, al ayudarlas a prosperar en estrechos túneles subterráneos. Otros proponen que los cuerpos alargados evolucionaron para nadar en el agua.
Los fósiles son un elemento clave en este debate. En 2015, investigadores examinaron modelos de rayos X del oído interno de un animal estrechamente emparentado con el ancestro de las serpientes actuales. La anatomía sugería que estos ancestros vivían bajo tierra. Sin embargo, también se han encontrado fósiles de serpientes primitivas con patas traseras desarrolladas en piedra caliza marina, lo que sugiere que las primeras serpientes podrían haber vivido bajo el agua.
“Es difícil determinar qué condiciones exactas impulsaron la evolución de este plan corporal”, dijo Tiago Simões, biólogo evolutivo de Princeton.
¿Por qué los perezosos abandonan sus árboles para defecar?
Los perezosos de tres dedos pasan la mayor parte de su vida escondidos en lo alto de las copas de los árboles de la selva tropical. Pero aproximadamente una vez por semana, descienden deliberadamente al suelo del bosque para cumplir una misión singular: evacuar sus intestinos.
La parada en boxes tiene un alto costo personal. "Les cuesta mucha energía llegar hasta allí, y eso los hace más vulnerables a la depredación", dijo Roland Kays, zoólogo del Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte.
Algunos expertos sugieren que los perezosos podrían estar fertilizando sus árboles favoritos o dejando mensajes químicos entre sí. O tal vez este hábito esté relacionado con los diminutos organismos especializados —polillas, algas verdes— que habitan su pelaje. Una vez que los perezosos están en el suelo, las polillas emergen y depositan sus huevos en sus heces. Las polillas podrían beneficiar a los perezosos al favorecer el crecimiento de las algas, que podrían servirles como suplemento nutricional, o bien, al darles a su pelaje un tono verde que mejora su camuflaje.
Los perezosos de tres dedos pasan la mayor parte de su vida escondidos en lo alto de las copas de los árboles de la selva tropical. Pero aproximadamente una vez por semana, descienden deliberadamente al suelo del bosque para cumplir una misión singular: evacuar sus intestinos.
La parada en boxes tiene un alto costo personal. "Les cuesta mucha energía llegar hasta allí, y eso los hace más vulnerables a la depredación", dijo Roland Kays, zoólogo del Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte.
Algunos expertos sugieren que los perezosos podrían estar fertilizando sus árboles favoritos o dejando mensajes químicos entre sí. O tal vez este hábito esté relacionado con los diminutos organismos especializados —polillas, algas verdes— que habitan su pelaje. Una vez que los perezosos están en el suelo, las polillas emergen y depositan sus huevos en sus heces. Las polillas podrían beneficiar a los perezosos al favorecer el crecimiento de las algas, que podrían servirles como suplemento nutricional, o bien, al darles a su pelaje un tono verde que mejora su camuflaje.
Pero estas teorías carecen de pruebas convincentes, afirmó el Dr. Kays. «No se ha publicado nada que, en mi opinión, pueda ser la respuesta definitiva», dijo. «Es realmente desconcertante».
¿Cómo se orientan las mariposas monarca?
Cada año, millones de mariposas monarca emprenden un viaje de 4800 kilómetros a través de Norteamérica hasta los cálidos bosques del centro de México, donde pasan el invierno. En su regreso al norte, depositan sus huevos y, finalmente, mueren, pasando el testigo a la siguiente generación para completar el ciclo. Se necesitan aproximadamente cuatro generaciones para completar todo el viaje de ida y vuelta.
“Es como una carrera de relevos”, dijo Patrick Guerra, un neuroecólogo que estudia cómo responden los animales a los cambios ambientales contemporáneos.
Lo cual hace aún más sorprendente que, cada invierno, las mariposas monarca parezcan regresar a las mismas arboledas, o incluso a los mismos árboles, que utilizaban sus antepasados.
Los científicos han identificado algunas de sus estrategias de navegación. Sus relojes circadianos internos registran el movimiento del sol, lo que les indica la dirección de su vuelo. Además, pueden orientarse utilizando el campo magnético terrestre, especialmente en días nublados. Sin embargo, cómo varias generaciones de mariposas monarca logran regresar a los mismos árboles año tras año sigue siendo un completo misterio.
“No hay transmisión cultural”, dijo el Dr. Guerra. “Nadie les dice qué hacer. Todo lo que son capaces de hacer es innato”.
¿Cómo cazan los cachalotes a los calamares gigantes?
Los cachalotes se alimentan habitualmente de calamares gigantes, esos enormes y esquivos cefalópodos que habitan las profundidades oceánicas. Pero nadie ha visto jamás a estos colosos enfrentarse en una batalla.
“Es una incógnita”, dijo Nicholas Pyenson, curador de mamíferos marinos fósiles del Museo Nacional de Historia Natural Smithsonian. “Esto no es como los leones del Serengeti que se alimentan de presas, algo que se ha documentado hasta la saciedad”.
Ambas especies parecen estar inmersas en una carrera armamentística evolutiva. Las ballenas utilizan su potente sonar biológico para explorar vastas extensiones del océano, mientras que los calamares poseen ojos enormes, que podrían ayudarles a detectar una ballena que se aproxima. Algunos calamares, al menos, parecen oponer resistencia; muchos cachalotes presentan cicatrices características de las ventosas.
Pero, ¿cazan las ballenas solas o en grupo? ¿Qué tipo de maniobras evasivas son capaces de realizar los calamares? ¿Cómo los capturan e ingieren exactamente las ballenas? «Podría hablar durante media hora sobre todas las incógnitas que aún desconocemos sobre lo que ocurre ahí abajo», declaró Shane Gero, biólogo especializado en ballenas del Proyecto CETI y de la Universidad de Carleton, en Ottawa.
¿Por qué algunas ranas se vuelven azules?
Contrariamente a lo que lamenta una rana muy famosa, ser verde es relativamente fácil. Esta coloración común en las ranas, causada por la superposición de pigmentos azules y amarillos en la piel, ayuda a los anfibios a camuflarse en su entorno.
Pero en raras ocasiones, la naturaleza produce ranas de un azul brillante , que aparentemente no producen el pigmento amarillo correctamente. «Algo extraño sucede con esa capa amarilla», dijo Rayna Bell, curadora de herpetología de la Academia de Ciencias de California. «Más allá de eso, todo lo demás son interrogantes».
Es probable que las mutaciones genéticas expliquen muchos casos, pero los mecanismos exactos aún no se comprenden del todo. Los factores ambientales, como ciertas deficiencias nutricionales y los contaminantes químicos, también podrían influir. En algunos casos, pasar unas pocas semanas en agua dulce y limpia es suficiente para que una rara rana azul capturada en la naturaleza se convierta en una rana verde común.
La rareza del fenómeno dificulta determinar el mecanismo biológico, y es posible que exista más de uno. «Podría ser diferente en cada individuo», afirmó el Dr. Bell.
¿Por qué las focas no necesitan dormir más?
¿Cómo te sentirías con cuatro horas de sueño? ¿Y con tres? Dormir tan poco puede ser perjudicial para nuestras funciones cognitivas. Pero, al parecer, no para las del elefante marino.
Durante sus viajes oceánicos de varios meses, las focas, un pinnípedo, duermen apenas dos horas al día. Y duermen en intervalos de 10 minutos, durante los cuales se sumergen en las profundidades del océano en lo que se conoce como una "espiral de sueño".
Aún no se comprende bien cómo sobreviven. Estudiar el sueño en animales salvajes es un desafío, afirmó Jessica Kendall-Bar, bióloga marina del Instituto Scripps de Oceanografía. «Debemos asegurarnos de no alterar el comportamiento de los animales para poder comprender realmente cuáles son sus patrones de sueño naturales», explicó.
¿Y qué se considera un buen descanso? «Podrían estar flotando en la superficie, preocupados por los depredadores», dijo la Dra. Kendall-Bar. «No todos los sueños son iguales».
¿Por qué los animales voladores viven más tiempo?
En los animales, el tamaño corporal y la esperanza de vida suelen estar correlacionados: cuanto más pequeña es la especie, menor es su esperanza de vida. Sin embargo, las aves generalmente viven al menos el doble que los mamíferos terrestres del mismo tamaño. Los murciélagos, los únicos mamíferos capaces de volar, también viven aproximadamente 3,5 veces más que los mamíferos terrestres del mismo tamaño.
Esto podría deberse a que volar ayuda a los animales a evadir a los depredadores. Y cuando una población se enfrenta a menos riesgos externos —y tiene más individuos que sobreviven hasta la edad adulta y la vejez— la selección natural puede empezar a favorecer a los animales con cuerpos que se mantienen en óptimas condiciones durante años.
Las exigencias fisiológicas del vuelo también podrían haber ejercido presión evolutiva sobre las aves y los murciélagos para que desarrollaran mecanismos que minimizaran el daño y el estrés celular. «Las defensas que estos animales desarrollaron para sobrellevar el vuelo también podrían contribuir a que envejezcan más lentamente», afirmó Katia Renault, estudiante de doctorado en Harvard que estudia la longevidad en aves y mamíferos.
¿Por qué el uso de herramientas es tan poco frecuente en el reino animal?
El despertador, el cepillo de dientes, los zapatos: herramientas como estas nos facilitan la vida. Algunos animales, como los chimpancés y los cuervos, también han comprendido la utilidad de las herramientas. ¿Por qué no se han sumado más especies?
«Es una respuesta compleja», afirmó Alice Auersperg, bióloga cognitiva de la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena. El uso de herramientas requiere que el animal no solo establezca una relación entre su cuerpo y un objeto, sino que además utilice esa relación para interactuar con su entorno con un objetivo final en mente, a menudo obtener alimento.
Los chimpancés, por ejemplo, son expertos en el uso de herramientas. "Estos animales, si se les estimula artificialmente, pueden innovar en el uso de herramientas y son bastante hábiles en ello", dijo el Dr. Auersperg, quien también ha documentado a una vaca llamada Veronika usando una escoba para rascarse la espalda .
La tendencia a usar herramientas no es solo genética. En estado salvaje, los cuervos de Nueva Caledonia pueden fabricar palos con gancho a partir de ramitas pequeñas para extraer insectos de espacios reducidos, por ejemplo. Pero otras especies de cuervos emparentadas no presentan la misma habilidad.
El entorno puede ayudar a explicar algunas diferencias. Algunos animales pueden ser más propensos a optar por alimentos que no requieran herramientas para su extracción. Por el contrario, los animales que viven en entornos geográficamente aislados pueden enfrentarse a menos depredación y competencia, pero a menos recursos, y a una mayor necesidad de innovar con herramientas.
¿Por qué el cerebro del elefante es tan extraño?
El cerebelo, la estructura cerebral que coordina el movimiento, tiene una función desproporcionada a su tamaño. En muchos mamíferos, incluidos los humanos, esta estructura representa solo el 10 por ciento del volumen cerebral, pero alberga aproximadamente el 80 por ciento de sus neuronas.
En los elefantes africanos, la cifra es aún más asombrosa: estos grandes y torpes mamíferos logran concentrar el 97,5 % de sus 257 mil millones de neuronas en el cerebelo. «Los elefantes son una excepción», afirmó Louis Lefebvre, investigador del aprendizaje y el comportamiento animal en la Universidad McGill.
Este cerebelo agrandado podría haber evolucionado para ayudar a los elefantes a controlar y procesar la información que reciben de sus trompas. «Tienen este apéndice en medio de la cara que puede moverse con una libertad infinita», explicó Paul Manger, neuroanatomista comparativo de la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica.
Un cerebelo rico en neuronas también podría contribuir al control motor necesario para las complejas vocalizaciones de los elefantes o sustentar algún otro aspecto de su inteligencia. El cerebelo tiene extensas conexiones con regiones cerebrales implicadas en funciones cognitivas superiores. «Quizás desempeñe un papel más importante en la cognición de lo que pensábamos», afirmó el Dr. Lefebvre.
¿Cómo “recuerdan” las astas de los ciervos las heridas antiguas?
Cada año, los ciervos mudan sus astas. Y cada año, les vuelven a crecer, sorprendentemente, conservando las marcas de las heridas sufridas por las astas anteriores.
“El sistema no solo necesita determinar dónde se produjo el daño, sino que además debe almacenar esa información durante meses”, explicó Michael Levin, biólogo de la Universidad de Tufts. “Luego, cuando se produce el nuevo crecimiento, debe comunicar información para que las células óseas la interpreten”.
Los investigadores desconocen dónde se almacena esta información. Sin embargo, el Dr. Levin está intentando comprender el fenómeno estudiando las planarias. Son conocidas por su extraordinaria capacidad regenerativa: si se corta una en varios trozos, cada uno regenerará una cabeza y una cola.
Los científicos esperan, en última instancia, aplicar sus conocimientos a los seres humanos. «Si tuviéramos la capacidad de indicarle a las células qué deben producir y cuándo deben detenerse», afirmó el Dr. Levin, «la mayoría de los problemas en biomedicina desaparecerían».
