Posteado por: Las noticias del océano | enero 30, 2015

Resuelto el misterio de cómo oyen las ballenas barbadas

Craneo de Balaenoptera physalus

Craneo de Balaenoptera physalus

30 de Enero de 2015. Entender cómo oyen las ballenas barbadas ha planteado un gran misterio para los investigadores de mamíferos marinos.

Un nuevo trabajo realizado por el biólogo de la Universidad Estatal de San Diego, Estados Unidos, Ted W. Cranford y el ingeniero de la Universidad de California, San Diego, Estados Unidos, Petr Krysl revela que los cráneos de al menos algunas ballenas barbadas, específicamente las ballenas de aleta analizadas en su estudio, tienen propiedades acústicas que capturan la energía de bajas frecuencias y la dirigen a sus huesos del oído.

Las ballenas con barbas, también conocidas como misticetos, son los animales más grandes del planeta e incluyen a ballenas azules, ballenas de minke, ballenas francas, ballenas grises y las ballenas de aleta. Estas ballenas pueden emitir vocalizaciones de extremadamente baja frecuencia que viajan a distancias extraordinarias bajo el agua. Las longitudes de onda de estas llamadas pueden ser más largas que los cuerpos de las propias ballenas.

Todas estas ballenas se consideran en peligro de extinción, con la excepción de la ballena gris, que recientemente fue retirada de la lista de especies en peligro de extinción, señala Cranford. En los últimos años, los gobernantes han tratado de promulgar leyes que establezcan límites a la cantidad de ruido artificial a la que pueden estar expuestas las ballenas barbadas y que principalmente provienen de tres fuentes : la navegación comercial, la búsqueda de energía y los ejercicios militares.

Según Cranford, las ballenas barbadas podrían ser particularmente susceptibles a los efectos negativos de estos sonidos. Muchos de ellos producen vocalizaciones en el mismo rango de frecuencias que los ruidos hechos por el hombre y el exceso de ruido artificial podría limitar la distancia a la que las ballenas son capaces de comunicarse en lo relativo a la alimentación y con los compañeros. Como los sonidos de baja frecuencia viajan muy lejos en el óceano, grupos de ballenas que parecen estar muy alejados podrían estar, de hecho, dentro de la “distancia hollerin'”, señala Cranford.

Sin embargo, hay poca información disponible sobre cómo las ballenas barbadas escuchan realmente en la que puedan basarse los dirigentes para diseñar la nueva legislación. La mayor parte de lo que saben los científicos acerca de cómo escuchan las ballenas proviene de inferir el rango de frecuencia de sus propias vocalizaciones, así como los estudios anatómicos de las orejas y en algunos experimentos de reproducción de sonido con las ballenas en ambientes controlados.

Cranford y Krysl querían adoptar un enfoque diferente : construir un modelo informático tridimensional de alta complejidad de una cabeza de ballena, incluyendo piel, cráneo, ojos, oídos, lengua, cerebro, músculos y mandíbulas y luego simular cómo el sonido viaja a través de ella. informa la Universidad de San Diego.

En 2003, tuvieron la oportunidad cuando una joven ballena de aleta quedó varada en Sunset Beach, en el condado de Orange, California, Estados Unidos. A pesar de los intensos esfuerzos por salvar a la ballena, murió, de forma que Cranford y Krysl consiguieron la cabeza del animal para su investigación, poniéndola en un escáner de tomografía computarizada de rayos X diseñado originalmente para motores de cohetes.

Una vez que tuvieron su escáncer, los investigadores emplearon una técnica conocida como método de los elementos finitos, que descompuso los datos que representan el cráneo y otras partes de la cabeza en millones de pequeños elementos y rastreó sus relaciones con otros. Es como dividir la cabeza de la ballena en una serie de piezas de LEGO, explica Cranford, donde las propiedades del hueso, el músculo y otros materiales determinan cómo de fuertes son las conexiones están entre los ladrillos.

Mediante la simulación de una onda de sonido que pasa a través de su cráneo computarizado, pudieron ver cómo cada componente minúsculo de hueso vibra. “En ese momento, computacionalmente, es sólo un problema de física simple -subraya Cranford-. Pero es uno que necesita mucha, mucha potencia de cálculo. Puede inundar la mayoría de los ordenadores”.

Hay dos maneras por las que el sonido puede alcanzar el complejo tímpano periotic (TPC, por sus siglas en inglés) de una ballena, un “un rompecabezas de conexión” de los huesos del oído que se instala firmemente en el cráneo. Una forma es que las ondas de presión del sonido viajan a través de los tejidos blandos de la ballena a su TPC, pero esto se vuelve ineficaz conforme las ondas sonoras son más largas que el cuerpo de la ballena, detalla Cranford.

La segunda manera es que los sonidos vibren a lo largo del cráneo, un proceso conocido como conducción ósea. A diferencia de las ondas de presión que pasan a través de los tejidos blandos, kas ondas longitudes más largas se amplifican a medida que vibran en el cráneo.

Cuando Cranford y Krysl modelaron diferentes longitudes de onda que viajan a través de su cráneo computarizado, encontraron que la conducción ósea fue aproximadamente cuatro veces más sensibles a los sonidos de baja frecuencia que el mecanismo de presión. Es importante destacar que, su modelo predice que para las frecuencias más bajas utilizadas por las ballenas de aleta, entre 10 Hz y 130 Hz, la conducción ósea es hasta diez veces más sensible.

“La conducción ósea es probable que sea el mecanismo predominante para la audición en ballenas de aleta y otras ballenas barbadas -sentencia Cranford-. Esto es, en mi opinión, un gran descubrimiento”. Krysl añade que los seres humanos también experimentan una versión de este fenómeno, una experiencia que recrean cuando se sumergen completamente en una piscina.

El cráneo de ballena de aleta utilizado para su experimento, que se detalla en un artículo que se publica en la revista Plos One, ahora reside en el Museo de la Biodiversidad de SDSU. Es posible que estos nuevos hallazgos ayuden a los legisladores a fijar los límites a ruido artificial oceánico, pero Cranford destaca que lo más importante del proyecto es que resuelve un misterio de hace mucho tiempo acerca de un animal altamente inaccesible.

Ref. : Cranford TW, Krysl P (2015) Fin Whale Sound Reception Mechanisms : Skull Vibration Enables Low-Frequency Hearing. PLoS ONE 10(1) : e0116222. doi:10.1371/journal.pone.0116222

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