Los delfines que tenían sexo frente al espejo

Alguna vez viste a tu gato pasar frente a un espejo y brincar del susto, o a tu perrito ladrarle a su propio reflejo. ¿Son conscientes de que son ellos mismos? 

En 1882 Wilhelm Preyer escribió un libro llamado El alma del niño donde hace una descripción detallada del desarrollo psicológico de su hijo Axel en sus tres primeros años de vida. Preyer quiso saber cuándo tomamos conciencia de nuestro propio cuerpo. Hizo pequeños experimentos poniendo a niños de diferentes edades frente a un espejo. En 1889 postulaba por primera vez la conexión entre el autorreconocimiento en el espejo y el sentido interno de uno mismo en las personas. 

A fines de la década de 1960, el Dr. Gordon Gallup Jr. hizo experimentos similares, pero con chimpancés. Él trabajaba en la Universidad Tulane, en Louisiana (EEUU), donde se realizaban investigaciones biomédicas con estos simios.

Un día, Gallup consiguió dos chimpancés y los puso dentro de unas jaulas con un espejo al frente por ocho horas diarias durante diez días. Las jaulas tenían una pequeña ranura por donde el investigador veía lo que sucedía.

Al inicio los chimpancés se sentían amenazados por su imagen reflejada en el espejo. Creían que se trataba de otro chimpancé y les hacían gestos desafiantes, gruñidos o trataban de golpearlos. Con el paso de los días, los simios mostraron otra actitud hacia sus reflejos. Usaron los espejos para analizar sus propios cuerpos, especialmente, las regiones inaccesibles para su campo de visión: se tocaban e inspeccionaban sus genitales, se sacaban restos de comida de entre sus dientes o partículas extrañas dentro de sus fosas nasales. Incluso hacían burbujas con su saliva frente a los espejos. Esto fascinó a Gallup, pero necesitaba una prueba más convincente que demostrara que los chimpancés lograban reconocerse a sí mismos frente al espejo. 

En un segundo experimento, Gallup anestesió a los chimpancés y mientras dormían les pinto una ceja y la punta de la oreja opuesta con tinta roja para ver si eran capaces de reconocer las manchas. Cuando despertaron, les dio tiempo a los chimpancés para ver si sentían algo raro en sus cejas y orejas que podrían alterar el experimento. Los simios no se percataron de nada. Después de una horas, Gallup colocó los espejos en las jaulas y, según lo esperado, los chimpancés empezaron a mirarse las manchas, a tocarlas y ver si la pintura quedaba impregnada en sus dedos. "Fue tan claro como el día", recuerda, "no requirió ninguna prueba estadística". El estudio fue publicado en enero de 1970 en Science.

Gallup no sólo experimentó con chimpancés. También lo hizo con monos, pero estos no respondían de la misma manera. Concluyó que la habilidad de reconocerse no depende de la capacidad de aprendizaje (unos más lentos que otros) sino de su capacidad intelectual, la cual es mayor cuanto más relacionados con los humanos estén.

Los experimentos con animales no quedaron ahí. A inicios de la década de 1990, Gallup llegó a la Universidad Estatal de Nueva York (EEUU) y animó a su estudiante de doctorado, Lori Marino, a que siga con sus investigaciones. Marino se interesó en otro mamífero considerado muy inteligente: el delfín cuello de botella. Contactó a Diana Reiss quien trabajaba en un parque acuático en California y juntos estudiaron el comportamiento de estos cetáceos frente a los espejos.

Los resultados, publicados en el 2001 en PNAS, fueron sorprendentes. Los delfines también se reconocían en las superficies reflejantes. "Tenían sexo unos con otros frente a los espejos", comenta Marino, quien ahora cuenta con varias cintas pornográficas de delfines bajo su colchón (es broma). Y no solo eso, cuando les ponían manchas de pintura negra en el cuerpo, los delfines las analizaban frente a los espejos.

Hay investigadores que critican estos estudios y sus conclusiones. Uno de ellos es Daniel Povinelli. Él menciona que no necesariamente los chimpancés tienen conciencia de que son ellos los que están en el espejo; sino que sólo ven un cuerpo en la imagen —que no necesariamente es él— pero que hace los mismos gestos y movimientos. El animal puede establecer cierto tipo de conexión que les diga que si la imagen en el espejo tiene una mancha en el cuerpo, él también lo tendrá.

Povinelli llama a todo esto "psicología popular" que básicamente es hacer inferencias no científicas en base a nuestras experiencias humanas. Por ejemplo, cuando uno se lava los dientes, ¿será la misma parte del cerebro la que razona que somos nosotros los que estamos proyectados en la imagen del espejo y la que mueve nuestras manos hacia los dientes para el cepillado? Tener conciencia de uno mismo tal vez es diferente a saber donde están ubicadas las partes de nuestro cuerpo.

Lo cierto es que ni siquiera contamos con una definición consensuada y científicamente válida de conciencia, así que las discusiones en el campo de la psicología comparativa tienen para rato.

¿Y qué pasa con los perros? Pues ellos fallaron el test del espejo. Es decir, no se autorreconocen. Lo que hacen es ladrar a su imagen o invitarlos a jugar como si fueran otros perros. No obstante, si pueden reconocer su propia pis.

Curiosidad: Se dice que un buen porcentaje de los esquizofrénicos no pueden reconocerse en el espejo.

Fuente: Nautilus.

Artículo publicado originalmente el 27 de mayo de 2014 en Expresión Genética del diario El Comercio.

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Pequeña araña identifica a su víctima por sus antenas

¿Alguna vez han oído hablar de una araña vampira? Pues la Evarcha culicivora, también conocida como araña saltarina, lo es. Pero no succiona la sangre directamente del cuello de sus víctimas, sino que se alimenta de los mosquitos del género Anopheles —los mismos que transmiten la malaria— después de que estos se hayan alimentado de la sangre de algún vertebrado.

Las arañas saltarinas son realmente quisquillosas para comer. De toda la gama de insectos que viven al este de África, estos arácnidos tienen preferencia sólo por los mosquitos. Pero no por cualquier mosquito… sino sólo por aquellas hembras que tengan el abdomen hinchado de tanta sangre. Esto es realmente fascinante porque, a simple vista, todos los mosquitos se ven prácticamente iguales, sean machos o hembras, recién alimentados o en ayunas, incluso si son de diferentes especies. Sin embargo, esta pequeña araña tiene la capacidad de identificarlos con mucha precisión. ¿Cómo lo hacen?

Ximena Nelson de la Universidad de Canterbury (Nueva Zelanda) y Robert Jackson del Centro Internacional de Ecología y Fisiología de Insectos (Kenia) realizaron un experimento bizarro para descubrir cómo y lo reportaron esta semana en The Journal of Experimental Biology.

Estudios previos habían demostrado que las arañas saltarinas usaban señales visuales: los cuerpos de los Anopheles descansan en un ángulo de 45 grados con respecto a su punto de apoyo, mientras que la mayoría de los insectos lo hacen en paralelo. Por otro lado, cuando el mosquito acaba de alimentarse, presenta un abdomen más hinchado y rojo. Sin embargo, esto no explicaba el por qué de su preferencia por las hembras. Hasta que se dieron cuenta que hay una diferencia clave entre machos y hembras…

Anopheles gambiae Izquierda: macho; Derecha: hembra. (Crédito: Insect Image of the Week)

Como pueden apreciar claramente en la imagen, las antenas del macho son mucho más esponjosas y exuberantes que el de las hembras. Entonces, para confirmar la hipótesis de que las arañas saltarinas identifican a su presa a través de las antenas, Nelson no se le ocurrió mejor idea que crear mosquitos "Frankenstein”.

Para ello colectaron dos tipos de mosquitos (Anopheles y Culex) y les separaron la cabeza y el tórax del abdomen. Luego tomaron la cabeza y el tórax de un insecto y lo pegaron con el abdomen —lleno o vacío— de otro, en diferentes combinaciones: macho x hembra, hembra x macho, Anopheles x Culex y viceversa. Además, algunos abdómenes los llenaron con una solución azucarada en vez de sangre para confundir a la araña. Finalmente las mosquitos macabros fueron puestos en la posición correcta sobre la superficie de prueba.

Los resultados fueron según lo esperado. Primero, los investigadores observaron que las arañas tenían una mayor preferencia por las hembras hinchadas, incluso si estaban llenas con la solución azucarada. Sin embargo, el grosor del abdomen no fue la única pista necesaria para que las arañas identifiquen a su presa, porque, cuando les pusieron en frente a mosquitos con cabeza y tórax de macho y abdomen hinchado de hembra y mosquitos con cabeza y tórax de hembra pero abdomen hinchado de macho, casi siempre preferían a estos últimos, o sea, a los híbridos que tenían las antenas de hembra.

A simpe vista para nosotros es imposible discernir entre un mosquito macho y uno hembra. Sin embargo, las arañas saltarinas tienen algún tipo de mecanismo que les permita hacerlo, a pesar que su visión no sea de las mejores del reino animal.

Ahora queda la curiosidad de saber cómo procesan la información visual las arañas saltarinas: evalúan todas las características del mosquito de manera simultánea o una por una de manera sistemática (como un checklist) antes de atacar. De todas maneras, es un proceso relativamente complejo para su diminuto cerebro por toda la información sensorial que debe manejar.

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Referencias:

Nelson, X.J. & Jackson, R.R. The discerning predator: decision rules underlying prey classification by a mosquito-eating jumping spider. J. Exp. Biol. 215, 2255 – 2261 doi: 10.1242/jeb.069609 (2012).

Knight, K. Jumping spiders identify victims by their antennae. J. Exp. Biol. 215, i doi: 10.1242/jeb.075218 (2012).

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Automedicación en moscas

Esta es mi columna de ayer para el Suplemento Ciencia & Tecnología del Diario La Primera.

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Pequeños insectos consumen alcohol para eliminar sus parásitos.

¿Qué pasa si dejamos un plátano a la intemperie por algunos días? Lo encontraremos negro y lleno de unos diminutos gusanos blancos. Estos gusanos son las larvas de la mosca de la fruta que se alimentan de las levaduras que ahí crecen.

Pero, ¿sabías que estas moscas tienen un enemigo mortal? Se trata de una pequeña avispa que busca las larvas para depositar sus huevos dentro de ellas. Una vez que eclosionan, las avispas en desarrollo empiezan a devorarlas vivas desde adentro. Cuando alcanzan el tamaño adulto, emergen del cuerpo de sus moribundos hospederos. Sin dudas, es un parásito que ninguno quisiera tener.

Por suerte, las moscas cuentan con un mecanismo de defensa bastante extraño. Un estudio publicado el 16 de Febrero en Current Biology demuestra que estos insectos se libran de sus parásitos nada menos que emborrachándose.

Las levaduras se alimentan de los azúcares de las frutas en descomposición liberando alcohol como producto de desecho. A este proceso se le llama fermentación. Esto quiere decir que el plátano que dejamos a la intemperie tiene un cierto porcentaje de alcohol, incluso superior al de la cerveza.

El alcohol es una sustancia tóxica para muchos organismos, pero no para las larvas de la mosca de la fruta, gracias a la presencia de unas enzimas que las desintoxican rápidamente.

Los investigadores liderados por el Dr. Neil Milan de la Universidad de Emory, estudiaron el efecto protector del alcohol en las moscas. Para esto pusieron a las larvas sobre dos tipos de alimento: uno con 6% de alcohol y otro sin alcohol, observando que las avispas reducían en un 60% la ovoposición en el grupo alcohólico. Además, el 65% de las avispas que crecían dentro de las larvas alcohólicas eran exterminadas.

Entonces, ¿será que las larvas de la mosca consumen alcohol cuando se sienten enfermas? Para demostrar esto, los investigadores diseñaron un ingenioso experimento. En un mismo recipiente pusieron los dos tipos de alimento, uno en cada lado. Luego colocaron a las larvas sanas dentro del recipiente. Al día siguiente observaron que sólo el 30% de ellas estaban en el lado del alimento rico en alcohol. Cuando repitieron en experimento con larvas infectadas, encontraron al 80% en el lado de la cantina. Esto indicaría que las moscas usan el alcohol como un medicamento anti-avispas.

En vista que el alcohol es una sustancia común en la naturaleza, es posible que otras especies lo usen para automedicarse.

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Referencia:
Neil F. Milan, Balint Z. Kacsoh, Todd A. Schlenke. Alcohol Consumption as Self-Medication against Blood-Borne Parasites in the Fruit Fly Current Biology doi: 10.1016/j.cub.2012.01.045 (2012).

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Descubren señal química que vuelve sociable a los nemátodos

La presencia o ausencia de indol en la feromona atrae o repele a los que son hermafroditas.

El nemátodo Caenorhabditis elegans es un buen modelo biológico para hacer estudios básicos sobre el comportamiento social, especialmente los que involucran la alimentación, la densidad poblacional, el apareamiento y la agregación. Estudios recientes han demostrado que un grupo de moléculas, conocidas como los ascarósidos, regulan diversos aspectos del comportamiento del diminuto animal.

Los ascarósidos ascr#1, ascr#2 y ascr#3 han sido identificados como los principales componentes de las feromonas que promueven la agregación de los machos. Sin embargo, los hermafroditas, quienes conforman la mayor parte de la población de los nemátodos, son insensibles a bajas concentraciones de estos ascarósidos y son repelidos a concentraciones usadas por los machos para reunirse.

Con el fin de identificar las señales químicas que promueven la agregación de los hermafroditas, un grupo de investigadores, liderados por el bioquímico Frank Schroeder de la Universidad de Cornell, analizaron los compuestos generados tanto en nemátodos silvestres como en mutantes para la proteína DAF-22, la cual es requerida en la biosíntesis de las feromonas de estas especies. Según reportaron el 10 de Enero en PLoS BIology, los indol-ascarósidos ejercen un potente efecto atractivo en los nemátodos hermafroditas, sugiriendo que estos pequeños gusanos tienen un lenguaje químico de comportamiento social bastante complejo.

Schroeder y sus colaboradores identificaron muchos compuestos unidos al indol —una molécula derivada del tritófano— en los gusanos silvestres, pero no en los mutantes para el gen daf-22; siendo el indol unido al ascr#3 (icas#3), el más abundante de todos estos compuestos [Figura de portada].

Entonces, como había una diferencia sustancial (químicamente hablando) entre el ascr#3 y el icas#3, los investigadores quisieron saber si estas moléculas generaban respuestas diferentes en el nemátodo. Para ello, sintetizaron químicamente el icas#3 y otros ascarósidos indolados más como el icas#1 e icas#9, y los pusieron en el medio de cultivo. A concentraciones elevadas, estos indol-ascarósidos promovían la agregación de machos y hermafroditas. Pero cuando se repitió el experimento a bajas concentraciones, los icas#3 e icas#9 sólo promovieron la agregación de los hermafroditas mas no de los machos. El efecto de estos indol-ascarósidos es potente.

Los investigadores también analizaron que neuronas eran activadas por esta novedosa feromona. Lo que encontraron fue que los hermafroditas respondían al icas#3 aún en ausencia de las neuronas RMG, las cuales detectan las condiciones del entorno, integran la información y mandan la señal a los músculos para promover la agregación; por ejemplo, cuando hay abundancia de alimento. Sin embargo, cuando las neuronas ASK estaban ausentes, la respuesta no se daba.

Estos resultados contradicen lo encontrado en estudios previos. En estos se decía que los ascarósidos actúan tanto a nivel de las neuronas RMG como las ASK. Sin embargo, como podemos ver en el párrafo anterior, cada respuesta es mediada por un circuito neuronal diferente: los ascarósidos (feromonas que repelen a los hermafroditas) son reconocidos por las neuronas RMG y los indol-ascarósidos (feromonas que promueven la reunión de los hermafroditas) son reconocidos por las neuronas ASK.

Estos dos tipos de feromonas actúan en una coordinación magistral. Cuando está presente la icas#3, aún en presencia de ascr#3, los hermafroditas se agregan, siempre y cuando las concentraciones sean bajas. Sin embargo, cuando se incrementa la concentración de ascr#3, las hermafroditas se ven repelidas, aún icas#3 esté presente en el medio.

De estas observaciones podemos concluir que, cuando las densidades poblacionales son elevadas, la concentración de ascr#3 aumenta gradualmente. Esto provoca que los hermafroditas, quienes conforman la mayor parte de la población, se vean repelidas, reduciendo así la competencia por el alimento.

Además, los investigadores sugieren que los nemátodos tienen la capacidad de ajustar los niveles de feromonas liberados. Pueden promover la agregación liberando la versión no-indolada y así reunirse para reproducirse, o pueden reprimirla, liberando la versión indolada para evitar la competencia por el alimento. Estos resultados demuestran el alto nivel de complejidad en la comunicación social de los nemátodos.

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Referencias:

Srinivasan, J., von Reuss, S., Bose, N., Zaslaver, A., Mahanti, P., Ho, M., O'Doherty, O., Edison, A., Sternberg, P., & Schroeder, F. (2012). A Modular Library of Small Molecule Signals Regulates Social Behaviors in Caenorhabditis elegans PLoS Biology, 10 (1) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001237

Weaver J (2012) New Signaling Chemicals Spur Worms to Seek Company. PLoS Biol 10(1): e1001240. doi:10.1371/journal.pbio.1001240

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Ratas demuestran empatía ayudando a sus compañeras necesitadas

Muestran un comportamiento pro-social que se creía propia de los primates.

Se considera como un comportamiento pro-social aquella acción que se hace en beneficio del otro. La empatía es un ejemplo de ello y se da cuando sentimos el sufrimiento o la preocupación de otra persona y la ayudamos con el fin de aliviar su pena. No obstante, para que este proceso se lleve a cabo, debemos tener la capacidad de ponernos en el lugar del otro, algo que requiere de un sistema cognitivo relativamente avanzado.

Por muchos años, psicólogos y neurocientíficos han discutido la posibilidad de que otros animales posean este atributo. Estudios realizados en chimpancés han demostrado que ellos también tienen la capacidad de mostrar comportamientos pro-sociales, por lo que se cree que esta actitud es propia de los primates. Sin embargo, un artículo publicado hoy en Science sugiere que las ratas también presentan un comportamiento solidario en respuesta a la angustia de un compañero, proporcionando evidencias sobre el origen ancestral de la empatía en mamíferos.

“Hemos evaluado si la presencia de un compañero de jaula atrapado induce un estado de motivación pro-social en las ratas, llevándolas a abrir la puerta de inmovilización para liberarlos”, dijo la neurobióloga Peggy Mason, autora principal de la investigación.

Los investigadores pusieron dos ratas por jaula y las criaron durante quince días para que se familiaricen. Después de este periodo de tiempo empezaron los experimentos. El primero consistía en confinar a una de ellas dentro de un contenedor de plexiglás en el centro de la jaula, donde la única forma de salir era si su compañera ejercía la fuerza suficiente como para abrir la puerta de inmovilización [Figura de portada]. Como controles usaron un contenedor vacío y uno con un juguete dentro.

Los resultados fueron contundentes: el 75% de las ratas del grupo experimental aprendieron a abrir las puertas para liberar a sus compañeros de jaula. En los grupos control, menos del 15% aprendieron a hacerlo. Usando un detector de murciélagos, los investigadores captaron algunos chillidos por parte de la rata atrapada indicando un cierto grado de angustia en él. La rata libre, por su parte, pasaba más tiempo cerca del contenedor cuando su compañero estaba dentro y mostraba un incremento en su actividad física cada vez que lograba liberarlo. Estos resultados indicaban que las ratas actuaban deliberadamente y sentían cierta ‘satisfacción’ al hacerlo.

Sin embargo, no estaban seguros si la motivación por liberar a su compañero era interactuar con él o aliviarle la angustia. Para responder a esta interrogante, los investigadores modificaron el experimento original. Esta vez, el animal del contenedor sólo podía ser liberado a un ambiente separado al de su compañero para así evitar el contacto físico entre ellos. Como control volvieron a usar el contenedor vacío. Los resultados fueron similares al experimento original, las ratas abrían la puerta del contenedor sólo cuando su compañero estaba dentro. Esto demostraba que la interacción social no era la motivación principal para el comportamiento pro-social.

Finalmente, los investigadores quisieron determinar el valor relativo de liberar a su compañero de jaula. Para ello modificaron nuevamente el experimento original. Esta vez pusieron dos contenedores en la jaula, uno para el compañero y el otro con deliciosos chips de chocolate. A las ratas les gustaba mucho el chocolate, en promedio podían comer siete de ellos. Como control usaron un contenedor vacío y el otro con los chocolates.

En este último experimento, los científicos observaron que las ratas abrían los dos contenedores casi al mismo tiempo cuando su compañero estaba atrapado en uno de ellos a pesar que al hacerlo debían compartir los chocolates. Esto no ocurrió en el grupo control, donde las ratas sólo abrían el contenedor con los chocolates.

Sin dudas, estos resultados son bastante interesantes. Las ratas muestran un comportamiento pro-social aliviando la angustia de sus compañeros. Además, sus acciones eran deliberadas y no como producto de la búsqueda de algún tipo de recompensa social. Sin embargo, hay investigadores que se muestran escépticos porque no se ha demostrado que la rata se ponga en los zapatos del otro, simplemente puede ser una respuesta conocida como ‘contagio emocional’ y que la rata actúa para aliviar su propia angustia.

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Referencia:

Bartal, I., Decety, J., & Mason, P. (2011). Empathy and Pro-Social Behavior in Rats Science, 334 (6061), 1427-1430 DOI: 10.1126/science.1210789

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Un bonito regalo garantiza el apareamiento

Siento decepcionarlos pero el título no hace referencia a un comportamiento típico humano. Resulta que las arañas niñeras (Pisaura mirabilis) también ‘pagan por tener sexo’. Los machos que deseen aparearse con una hembra no pueden presentarse con las manos patas vacías. Lo que hacen es capturar un insecto, envolverlo con su seda y ofrecérselo a su compañera para que ella se entretenga examinándolo y comiéndolo mientras el macho hace su trabajo.

Desde el punto de vista evolutivo veremos que los obsequios garantizan el éxito reproductivo de la araña porque prolongan el tiempo de apareamiento, permitiéndole al macho transferir una mayor cantidad de esperma a través de sus pedipalpos. Sin embargo, hay machos que se ‘pasan de vivos’ y ofrecen regalos despreciables, tales como: semillas de plantas, exoesqueletos de insectos que dejaron después de habérselo comido o bolsas de seda vacías. 

En un estudio publicado en BMC Evolutionary Biology, investigadores liderados por la bióloga uruguaya María José Albo demostraron que aquellas arañas que ofrecían regalos nupciales despreciables tenían un menor éxito reproductivo comparado con las arañas que sí regalaban cosas de valor.

Dedicar una mayor cantidad de tiempo y esfuerzo es el costo que deben pagar las arañas niñeras para garantizar el apareamiento. Un estudio de campo previo determinó que aquellas arañas que no ofrecían ningún tipo de regalo tenían menos de un 20% de posibilidades de ser aceptados por su pareja. Mientras que si se presentaban con un regalo, así éste sea despreciable, las posibilidades superaban el 90%.

La diferencia se encontraba en el tiempo de apareamiento —las hembras se separaban más rápido del macho cuando los regalos eran feos. Los machos que dedican menos tiempo y esfuerzo a preparar los regalos tendrán un menor éxito reproductivo (transferirán una menor cantidad de esperma a la hembra), sin embargo, al no invertir mucha energía en conseguir una pareja, podrán aparearse con más hembras. Esta estrategia es empleada por la tercera parte de arañas niñeras y está regida por una ecuación natural de costo-beneficio.

Los investigadores observaron también que aquellos machos que eran abandonados antes de depositar todo su esperma en los receptáculos seminales de la hembra se hacían los muertos (tanatosis) sosteniendo el regalo en sus patas. La hembras, al creer que su pareja está muerta, tratan de aprovecharse de la situación y robarle el sabroso insecto que trae consigo. Se acerca cautelosamente y empieza a arrastrarlo para quitarle el regalo. Cuando se detiene, el macho despierta y la vuelve a copular, tomándola por sorpresa. Sin embargo, cuando los regalos son despreciables, esta estrategia ya no tiene éxito, la hembra simplemente se va y ya no trata de quitarle el obsequio.

Finalmente, los investigadores observaron que las hembras que recibían un bonito regalo depositaban más huevos que las hembras que no lo recibían o que recibían regalos despreciables. Ambas estrategias se han mantenido en las poblaciones de arañas niñeras porque cada una tiene sus propias ventajas.

Vía | LiveScience & EurekAlert!.

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Los chimpancés tienen un ligero comportamiento altruista

Los humanos estamos acostumbrados a ayudar a otras personas sin la necesidad de recibir algún tipo de retribución a cambio. Donamos sangre todos los días, creamos centros de rehabilitación para alcohólicos y drogadictos, nos apuntamos como voluntarios para rescatar a las víctimas de un accidente o de un desastre natural, etc. El altruismo no es común en el reino animal, y aún sigue en debate de si somos la única especie que tiene este tipo de comportamiento. En un artículo publicado hoy en PNAS, un grupo de investigadores de la Universidad de Emory, liderados por la Dra. Victoria Horner, desarrollaron un experimento para ver si los chimpancés, nuestro pariente evolutivo más cercano, es o no una especie generosa.

Si bien se han realizado muchos estudios que han tratado de determinar si en realidad los chimpancés tienen o no un comportamiento generoso, cooperativo o pro-social, los resultados obtenidos han sido contradictorios. Cuando los chimpancés son observados en sus ambientes naturales, parecen ser unos animales bastante cooperativos, pero cuando son estudiados en ambientes controlados, parecen no serlo.

Los chimpancés y los bonobos han salido airosos de las pruebas de prestación de ayuda. En estas pruebas, el primate es sometido a una condición en que debe ayudar a un humano o a un congénere para que pueda conseguir su objetivo. Este comportamiento también ha sido observado en elefantes. Sin embargo, para que una especie tenga un comportamiento altruista o pro-social, debe tener la sensibilidad para reconocer las necesidades del otro. En este caso, cuando los chimpancés o los niños menores de dos años son sometidos a las pruebas de elección de la alternativa pro-social (PCT: Prosocial Choice Tests), los resultados no son buenos, a menos que uno de los participantes ejerza una presión sobre el otro para que éste sea ‘más generoso’.

La idea de la PCT es ofrecer al participante dos alternativas idénticas, con la única diferencia que una de ellas tendrá un efecto positivo sobre el otro sin la necesidad de esforzarse más o salir perjudicado. Horner et al. creen que las pruebas y aparatos desarrollados para observar este comportamiento en los chimpancés y otros primates son demasiado complejos que terminan por confundir a los participantes ya que se encuentran más concentrados en ver la forma de obtener la recompensa que interactuar con el compañero con quien realizan la prueba.

Para evitar estos inconvenientes, los investigadores desarrollaron un experimento más simple. A un chimpancé [derecha] se le dio 30 fichas de dos colores diferentes (15 fichas del ‘color egoísta’ y 15 del ‘color pro-social’), mientras que otro chimpancé [izquierda] se le puso en un compartimiento adyacente  con una rejilla por donde puede observar la elección de la ficha que hace su compañero. Si el chimpancé elegía la ficha egoísta, el operador le daría una recompensa sólo a él; mientras que si elegía la ficha pro-social, ambos chimpancés recibirían el premio. Los premios (una frutita) se encuentran envueltos en un trozo de papel para evitar que los participantes se distraigan. Como ‘voluntarios’, los investigadores usaron siete chimpancés hembras adultas, donde cada una hizo el experimento con tres parejas diferentes.

Los resultados mostraron que los chimpancés elegían la ficha pro-social aproximadamente el 58% de las veces, el cual es un valor que está por encima del esperado como producto del azar. Por otro lado, cuando el chimpancé era sometido al mismo experimento, pero esta vez sin el compañero, la ficha pro-social era elegida en el ~45% de las veces, lo cual indica que las fichas eran elegidas como producto del azar. Además, los investigadores no encontraron una correlación entre el comportamiento pro-social con la empatía entre los chimpancés cuando los papeles se invertían —el que elegía la ficha pasaba a ser el espectador.

Sin embargo, los investigadores observaron que cuando el chimpancé elegía la ficha egoísta, el otro manifestaba su malestar (DRP: directed requests and pressure) la mayoría de las veces pero no lo hacía cuando el chimpancé elegía la ficha pro-social [Figura inferior izquierda]. Este resultado indicaría que el chimpancé pasivo entiende la diferencia entre la elección egoísta y pro-social. Pero, lo curioso fue que al analizar la elección del chimpancé después de ser presionado por el chimpancé pasivo, este no mostró un comportamiento más pro-social, es más, su comportamiento pro-social era mayor cuando el chimpancé pasivo se mostraba sereno (respuesta neutral) o atento hacia el premio recibido [Figura inferior derecha].

Sin embargo, cuando se trata de hacer estudios sobre el comportamiento animal es muy difícil determinar cuál es la prueba más adecuada. Los animales en cautiverio responden de diferente manera a los estímulos sociales que los animales silvestres. El entrenamiento para que puedan cumplir con las diferentes pruebas también crea un condicionamiento en el animal, así que estos resultados no pueden ser aún tomados como concluyentes. Sin embargo, la sencillez del experimento ha permitido superar la confusión a la que puede estar sometido el animal cuando se usan aparatos complejos.

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Referencia:

Victoria Horner, J. Devyn Carter, Malini Suchak, & Frans B. M. de Waal (2011). Spontaneous prosocial choice by chimpanzees Proceedings of the National Academy of Sciences : 10.1073/pnas.1111088108

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Si hay luna llena, es menos probable que un león te ataque

Tal vez nuestro miedo innato a la oscuridad no sea más que una adaptación desarrollada por nuestros antepasados quienes evitaban hacer actividades nocturnas por el miedo a ser atacados por los grandes depredadores que rondaban sus aldeas. No hay dudas de que son los grandes felinos los cazadores nocturnos por excelencia, es por esta razón que la mayoría de sus ataques hacia los humanos ocurren durante las noches. Sin embargo, según un artículo publicado en PLoS ONE, la probabilidad de que seas atacado por un león se reduce en las noches de luna llena.

Para los grandes felinos como los tigres, leones y leopardos, salir a cazar durante las noches es una gran ventaja gracias a que poseen una excelente visión nocturna. Sus ojos tienen una estructura sumamente especializada llamada tapetum lacidum, la cual refleja y amplifica la luz que entra por sus pupilas para ser aprovechada por los fotorreceptores de sus retinas. Sin embargo, se ha demostrado que la intensidad de la luz de la luna afecta su comportamiento nocturno, reduciendo la cantidad de animales cazados durante las noches de luna llena.

Para determinar si el efecto de la luz de la luna también puede influir sobre los ataques a humanos, un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota liderados por el biólogo Craig Packer han analizado los más de 1,000 casos registrados de ataques de leones a humanos ocurridos entre los años 1988 y 2009 en Tanzania —de los cuales los dos tercios fueron fatales— y los han comparado con la fase de la luna y la hora a la cual han ocurrido.

Los resultados mostraron claramente que la gran mayoría de los ataques ocurrió en las horas más oscuras de la noche y dependía de la fase en la que se encontraba la luna. Como se puede ver en el gráfico, más del 60% de las víctimas fueron atacadas entre las 18:00 y las 21:45.

Cuando se analizaron los datos a nivel de horas, los investigadores observaron que la tasa de ataques fue de 2 a 4 veces mayor los 10 días siguientes a la luna llena (en la figura: 15-19 y 20-24) entre las 18:00 y 21:45; mientras que la tasa de ataques fue baja, a estas mismas horas, entre el 5° y 14° día del ciclo de la luna. Esto se debe a que en este momento la luna empieza a aumentar su luminosidad a medida que pasan los días y, además, sale muy temprano por el horizonte; mientras que después de la luna llena, la luna disminuye su luminosidad y aparece mucho más tarde por el horizonte. También se encontró diferencias en las temporadas lluviosas y secas ya que las nubes bloquean la luz de la luna.

Sin dudas, los predadores nocturnos han moldeado y ayudado la forma como hemos evolucionado ya que nos han impulsado a construir albergues donde pasar las noches, así como también dominar el fuego para espantarlos y protegernos. Sin dudas, la gran cantidad de ataques nocturnos se dan a primeras horas de la noche porque a esas horas los humanos realizan muchas más actividades que a media noche o en horas de la madrugada.

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Referencia:

Packer C, Swanson A, Ikanda D, Kushnir H, 2011 Fear of Darkness, the Full Moon and the Nocturnal Ecology of African Lions. PLoS ONE 6(7): e22285. doi:10.1371/journal.pone.0022285

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La cooperación promueve el reparto equitativo en niños pero no en chimpancés

Cuando alguien coopera contigo con la finalidad de conseguir algún tipo de recompensa siempre tenemos la tendencia a compartir el premio equitativamente. Algo que no ocurre si conseguimos la misma recompensa de manera individual o si nos llega ‘caída del cielo’. En el caso de los niños, podemos apreciar claramente que si a uno le damos muchos caramelos, éste se quedará con la mayoría de ellos y tal vez sólo comparta unos pocos con los demás. Pero, que pasaría si los caramelos los consigue de manera cooperativa con otro niño, ¿los compartirá equitativamente con su compañero o se quedará con la mayoría de ellos?.

Para responder esta interrogante, un grupo de investigadores liderados por la psicóloga Katharina Hamann del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva diseñaron una serie de experimentos para evaluar la equidad de distribución de una recompensa en niños de dos a tres años y en chimpancés. Los resultados fueron publicados el día de ayer en Nature.

Para el primer experimento, los investigadores diseñaron un aparato [ver figura superior a] con un par de cuerdas saliendo por los costados (flechitas rojas) para que los participantes tiren de ellas a fin de acercar una tabla (flecha gruesa negra) con unos pequeños juguetes en sus extremos (bolitas negras). Los participantes sólo podrán tener acceso a la recompensa si ambos tiran cooperativamente de la cuerda.

Al iniciar el experimento hay dos pequeños juguetes en cada extremo de la tabla, pero una vez que uno de los participantes tire de la cuerda, uno de los juguetes rodará hacia el otro extremo (flecha punteada). Así que al final del experimento uno de los participantes (derecha) recibirá un sólo juguete mientras que el otro (izquierda) tres. Para el experimento control usaron el aparato b, en el cual los participantes reciben directamente su premio sin la necesidad de tirar de la cuerda, donde uno de los participantes recibirá tres juguetes mientras que el otro uno.

Los resultados mostraron que aquellos niños que conseguían los tres juguetes con la colaboración del otro niño eran mucho más equitativos y donaban en más ocasiones uno de sus juguetes al compañero menos afortunado; algo que normalmente no se observó en los niños del grupo control. Esto indicaría que al iniciar cada experimento, los niños ven que a cada uno les corresponde un determinado número de juguetes, y es este sentido de posesión el que podría influir en el reparto equitativo o no del premio al finalizar el experimento.

Para que el sentido de posesión no sea determinante, diseñaron otro tipo de experimento. Esta vez los cuatro juguetes estarían juntos, pero aún así se requeriría de un trabajo cooperativo para obtenerlos (aparato c). Tal como en el experimento anterior, uno de los participantes obtendría tres juguetes y el otro uno solo. Para el experimento control usaron el aparato d y e. En el aparato d cada niño jalará un pequeño bloque de manera independiente, pero nuevamente uno de los participantes recibirá tres juguetes y el otro uno. La diferencia aquí es que el premio obtenido será por su propio esfuerzo. El aparato e es similar al control del experimento anterior, donde los participantes llegarán y recogerán su premio.

En este experimento, los niños de tres años nuevamente demostraron ser más equitativos cuando trabajaban juntos para obtener la recompensa que los niños que usaron los controles d y e. Sin embargo, en los niños de dos años, no hubo diferencias significativas entre los controles y el trabajo conjunto.

Finalmente, quisieron observar si nuestros parientes evolutivos más cercanos, los chimpancés, también mostraban este comportamiento social relativamente complejo. Si bien hay estudios que demuestran que los chimpancés colaboran entre sí cuando salen a cazar o a recolectar, no se sabe si tienen la capacidad de hacer distribuciones equitativas de lo que obtienen. Para ello diseñaron un aparato ligeramente más complejo (figura inferior) en el cual ambos chimpancés tirarían de una cuerda a fin de obtener una uva como recompensa (las uvas caerían una por una). Al tirar de la cuerda, la uva de un chimpancé caería en un punto más accesible para el otro chimpancé (flechas blancas). El punto donde cae la uva es un columpio, si uno tira del columpio hacia su lado recibiría el premio.

En el experimento, el chimpancé afortunado será aquel que consiga primero las dos uvas y tendría la opción de obtener la tercera si tira del columpio, rompiendo así la igualdad. En las dos terceras partes de los casos, el chimpancé desafortunado inclinó el columpio hacia su lado inmediatamente para obtener el premio que le falta y en la otra tercera parte de los casos, el chimpancé afortunado tiró del columpio hacia su lado para obtener su tercer premio. En ningún caso se observó que el chimpancé afortunado empuje el columpio para darle la uva a su compañero desafortunado, a pesar que durante el entrenamiento aprendieron a hacer eso.

Y para corroborar los datos obtenidos en el experimento anterior, los investigadores modificaron el columpio de tal manera que el chimpancé desafortunado no tenga la capacidad de inclinarlo hacia su lado y acceder al último premio, así que recibirlo y mantener la igualdad estaría en manos del chimpancé afortunado. Bueno, como era de esperarse, en el 98% de los casos, el chimpancé afortunado tiró del columpio para su lado obteniendo tres uvas.

Estos resultados indican que a los dos años los niños aún no tienen una percepción del trabajo conjunto y cooperativo para obtener algo y esto no influye en su decisión de distribuir lo obtenido de manera equitativa. Por otro lado, los chimpancés no han adquirido ese comportamiento social durante su historia evolutiva. Sin embargo, la cooperación si es una característica social presente en muchos grupos de animales, ya lo vimos hace unos meses en el caso de los elefantes.

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Referencia:

Hamann, K., Warneken, F., Greenberg, J., & Tomasello, M. (2011). Collaboration encourages equal sharing in children but not in chimpanzees Nature DOI: 10.1038/nature10278

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El precio de ser el macho alfa: llevar una vida estresante

Dentro de las sociedades jerárquicas, los individuos dominantes sin dudas experimentan un mayor número de beneficios y un considerable éxito reproductivo. Sin embargo, el costo que acarrea esta dominancia puede hacer que lo pienses dos veces. Un grupo de investigadores estadounidenses liderados por el Dr. Laurence Gesquiere de la Universidad de Princeton han demostrado que en los babuinos amarillos (Papio cynocephalus) los machos alfa sufren de mucho estrés según un artículo publicado hoy en Science.

Dentro de un grupo social jerárquico, ¿a quién no le gustaría ser el líder?. En los primates, por ejemplo, los machos dominantes son lo que tienen el mayor éxito reproductivo y generan descendientes de mejor calidad y con mayores chances de supervivencia. Sin embargo, mantenerse en la cabeza de un grupo acarrea grandes costos energéticos ya que siempre se debe estar pendiente de cuidar de los que están bajo sus órdenes y luchar por si alguien quiere apoderarse de su lugar, lo cual indicaría que el líder está sometido a un mayor estrés que los subordinados.

Muchos estudios se han llevado a cabo para tratar de determinar si en realidad los machos alfas están sometidos a un mayor estrés que sus subordinados. Los resultados han sido muy contradictorios: en algunos casos se encontró un mayor nivel de estrés en los machos dominantes; mientras que en otros, fueron los subordinados los más estresados. Estas diferencias pueden deberse a la forma como está organizada cada sociedad animal, dependiendo de la especie; así como también al momento del año en que fue realizado el estudio —en épocas de apareamiento la organización jerárquica de la sociedad se puede ver afectada.

Para superar todos estos inconvenientes, Gesquiere y sus colaboradores hicieron un estudio que tomó nada menos que nueve años. Durante este tiempo, colectaron muestras de heces de 125 babuinos machos adultos, de cinco grupos sociales diferentes, para analizar los niveles de glucocorticoides y testosterona en él. El estudio también abarcó el análisis de datos ecológicos, fisiológicos y de comportamiento de los babuinos.

Cuando un animal es expuesto a situaciones estresantes se activan una serie de reacciones endocrinas, incluyendo la secreción de glucocorticoides (GC) por parte de las glándulas suprarrenales. La función de estas hormonas es de movilizar la energía necesaria que permita hacer frente al estrés. A corto plazo, la secreción de estas hormonas son beneficiosas, pero una exposición prolongada a ellas puede llegar a deteriorar la función del sistema inmunológico, volviendo al organismo más susceptible a infecciones y enfermedades.

Por lo general, los glucocorticoides pueden suprimir la función de la testosterona que es una hormona esteroidea que contribuye con la producción de espermatozoides, el aumento de la masa muscular, el desarrollo de ciertas características sexuales masculinas y puede desencadenar un comportamiento agresivo. Sin embargo, en ciertas condiciones como en las épocas de apareamiento o en los individuos que son machos alfa, el sistema reproductor es insensible a la presencia de los glucocorticoides; así que un animal podría mostrar altos niveles de glucocorticoides y testosterona al mismo tiempo, y seguir siendo vigorosos y agresivos.

Gesquire et al. analizaron mensualmente los niveles de glucocorticoide y testosterona de las muestras de heces tanto de machos alfa como subordinados. Los resultados mostraron que los niveles de GC aumentaban a medida que disminuía la posición social del macho en el grupo, pero esto no ocurría con el macho alfa, quien siempre mantenía los niveles de GC altos (A). Los niveles de testosterona también fueron altos en los machos alfa, aunque no había muchas diferencias con los machos beta (machos con un orden de jerarquía inmediatamente inferior al macho alfa, pero casi con sus mismas chances de apareamiento, B). [Click para ampliar la imagen].

Lo sorprendente fue que los machos alfa mantenían altos sus niveles de testosterona y GC, tanto en periodos donde la organización jerárquica era estable como en los periodos que no lo eran. Hay muchas hipótesis que tratan de explicar este fenómeno: i) El macho alfa debe mantener su posición jerárquica. El estudio reveló que los machos alfa tienen un 17% más de luchas por el poder que sus subordinados y ii) El macho alfa tiene más sexo con más hembras. El macho alfa pasa un 29% más de tiempo con sus parejas sexuales que los machos beta.

Sin embargo, algo que no ha podido ser bien esclarecido es que mantener la posición jerárquica y los apareamientos requieren de altos niveles de testosterona, pero el estudio mostró que estos niveles eran similares a las de los macho beta, y más aún cuando sus niveles de GC —un supresor de la testosterona— eran altos. Tal vez hay algún mecanismo fisiológico más que está involucrado en este fenómeno.

Como conclusión podemos ver que ser el líder de un grupo social es una actividad sumamente estresante, el cual puede afectar negativamente el estado de salud de un individuo, ya que el sistema inmunológico se ve comprometido. Esto podría ser una de las explicaciones de por qué en muchos grupos sociales, los machos alfas no duran mucho tiempo en el poder. Además, si bien se observó que tanto los macho alfa como los machos en las últimas posiciones jerárquicas tienen los mismos niveles de GC, el origen del estrés es diferente en estas dos clases de individuos.

Ahora la pregunta que queda es si este mismo fenómeno ocurre dentro de las sociedades humanas. ¿Que creen?

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Referencia:

Gesquiere, L., Learn, N., Simao, M., Onyango, P., Alberts, S., & Altmann, J. (2011). Life at the Top: Rank and Stress in Wild Male Baboons Science, 333 (6040), 357-360 DOI: 10.1126/science.1207120

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Es bueno cuidar tu reputación, sobre todo si eres un lábrido limpiador azul

Muchas veces, las personas ayudamos a otras sin esperar nada a cambio cuando estamos frente a otras personas que nos observan, esto con el fin de mejorar nuestra reputación y, tal vez, aumentar las probabilidades de que en el futuro los espectadores que presenciaron el hecho nos ayuden también de la misma manera. En otros animales, con estructuras sociales algo avanzadas como los monos, este comportamiento tiene una gran influencia sobre la evolución de la cooperación.

Un grupo internacional de científicos liderados por la Dra. Ana Pinto de la Universidad de Neuchâtel (Suiza) observaron que el lábrido limpiador azul (Labroides dimidiatus), el cual se caracteriza por ofrecer un ‘servicio de limpieza’ marino, eliminando los ectoparásitos que habitan en la superficie de otros peces más grandes, muchas veces engañan a sus clientes y los muerden para obtener la deliciosa mucosa que secretan. Cuando esto ocurre, el cliente se siente disconforme con el servicio y termina por escapar.

Sin embargo, lo que más llamó la atención de los investigadores fue que cuando este mal comportamiento era observado por otros peces, estos evitaban que los lábridos les ofrecieran el servicio de limpieza, lo que indicaría que los peces espectadores usaban sus observaciones para juzgar que pez limpiador era o no tramposo. En presencia de público, el lábrido limpiador espontáneamente ofrecía un mejor servicio, demostrando por primera vez el efecto que tiene la audiencia sobre el grado de cooperación de un pez. Ahora quedaría investigar si el lábrido es o no consciente de que lo están observando o si se preocupa o no por su reputación.

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Referencia:

Ana Pinto, Jennifer Oates, Alexandra Grutter, Redouan Bshary.  2011. Cleaner Wrasses Labroides dimidiatus Are More Cooperative in the Presence of an Audience. Current Biology . 21(13); 1140-1144. doi: 10.1016/j.cub.2011.05.021

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El anolis es tan inteligente como los pájaros

Un pequeño lagarto tropical portorriqueño, Anolis evermanni, demostró ser tan inteligente como los pájaros. Los biólogos Manuel Leal y Brian Powell de la Universidad de Duke sometieron a dos parejas de anolis a una curiosa prueba de inteligencia diseñada para las aves, la cual consiste en un bloque de madera con dos agujeros cubiertos por una tapita donde en uno de los agujeros habrá una sabrosa recompensa (una larva de mosca), mientras que el otro no. Después de tres pruebas de entrenamiento donde los pequeños lagartos aprendieron que bajo la tapita azul se encontraba el premio, fueron sometidos a la prueba. A pesar que se les trató de confundir poniendo una tapita amarilla u otra azul con el borde amarillo sobre el agujero vacío, los anolis siempre optaron por levantar la tapita azul [ver Video].

Si bien este experimento se ve sumamente sencillo, demuestra que los anolis poseen un alto grado de flexibilidad de comportamiento en respuesta a distintos retos cognitivos. Los anolis salieron airosos de pruebas que nunca antes habían experimentado en sus ambientes naturales, ya que usaron dos novedosas estrategias para sacar la tapita del agujero: mordiendo el borde de la tapita y retirándola del agujero y usando sus hocicos como palancas.

Sin embargo, hay investigadores que dicen que no necesariamente estos reptiles sean tan inteligentes como los pájaros porque la prueba no fue realizada de la misma manera. En las aves, cada participante realiza la prueba seis veces por día; mientras que en los anolis, la prueba hizo una vez por día porque estos animales comen menos larvas. Los anolis lograron resolver el problema en menos intentos que las aves ya que tenían todo un día para corregir su error.

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Referencia:

Leal, M. and Powell, B. Behavioral Flexibility and Problem Solving in a Tropical Lizard. Biology Letters. doi.10.1098/rsbl.2011.0480

Vía | New Scientist & Science NOW.

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Las arañas viejas construyen peores telarañas

Esta imagen resume todo el artículo expuesto por la estudiante de doctorado Mylène Anotaux de la Universidad de Nancy (Francia) el día de ayer en la Conferencia Anual de la Sociedad para la Biología Experimental que se lleva a cabo en Glasgow, Escocia. A la izquierda apreciamos la telaraña hecha por una joven Zygiella x-notata —araña casera europea— de sólo 17 días de edad, mientras que a la derecha vemos la telaraña hecha por una de 188 días de edad (casi al final de su vida). Las diferencias entre ambas telarañas son elocuentes.

Tal como nosotros cuando envejecemos empezamos a olvidar muchas cosas, perdemos el pulso, la precisión, la vista, el oído, la lucidez, etc., todo porque con los años nuestro sistema nervioso central empieza a deteriorarse; las arañas sufren también de los mismos achaques de la vejez, el cual se ve reflejado en la forma como elaboran sus telas, las cuales son más irregulares y llenas de agujeros. Gracias a esto, los investigadores creen que estas arañas pueden ser usadas como buenos modelos biológicos para determinar el efecto de la vejez —y los factores fisiológicos y moleculares involucrados en ella— sobre el comportamiento de diferentes organismos, incluyendo los humanos.

Vía | PhysOrg & Science NOW.

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Los perros pueden discriminar los olores de gemelos idénticos

Imaginen que un asesinato es perpetrado por una persona que tiene un gemelo idéntico. Esta persona niega haber sido el responsable de la muerte y acusa a su hermano del hecho. La única pista que tiene la policía es una muestra de cabello y una sudadera que no corresponden a la víctima. En una situación normal, el cabello sería más que suficiente para identificar al asesino a través de un análisis genético del ADN obtenido de las células de la raíz; sin embargo, en este caso, el perfil genético será el mismo en ambos hermanos. Entonces, ¿cómo se podría determinar quién fue el asesino?. Según un artículo publicado el martes 14 de Junio en PLoS ONE, los perros policías podrían identificarlo en base al olor de la sudadera.

En muchos países del mundo, sobre todo en Europa, se usan a los perros policías entrenados en la identificación de olores dentro de la investigación criminal y la medicina forense. Sin embargo, debido a la falta de estudios que demuestren su eficacia y reproducibilidad, en muchos otros países este procedimiento no goza de una amplia aceptación. Y es que la capacidad de reconocer un determinado olor por parte de los canes dependerá mucho del rigor con el que fueron entrenados, de su edad y salud, y de la concentración que le ponen a la tarea encomendada; factores que muchas veces no pueden ser controlados.

Numerosos estudios han demostrado que el complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) —encargado de la expresión de una gran variedad de antígenos en la superficie de los linfocitos T que activan la respuesta inmune— es el responsable del olor específico de una persona. Sin embargo, los gemelos idénticos (monocigóticos) —originados de un mismo óvulo fecundado— tienen la misma composición genética, por lo tanto el mismo CMH; entonces, los perros no serían capaces de discriminarlos en base al olor. Muchos estudios han tratado de demostrar que los perros si tienen la capacidad de diferenciarlos, pero los resultados no han sido concluyentes, muchas veces a causa de que los perros no han sido bien entrenados o por problemas en el diseño del experimento.

Para dar una respuesta final a esta interrogante, un grupo de investigadores checos liedaros por Ludvík Pinc de la Universidad Checa de Ciencias de la Vida, usaron 10 pastores alemanes entrenados para identificar olores dentro de los destacamentos de la policía regional. Los perros fueron sometidos a las sudaderas de algodón (marca ARATEX) de dos pares de gemelos monocigóticos (de 5 y 7 años) y dos pares de gemelos dizigóticos o mellizos (de 8 y 13 años). La ropa impregnada con el olor de cada uno de los niños fue puesta dentro de frascos de vidrio. Los investigadores además usaron frascos con ropas impreganadas con los olores de otros niños de la misma edad (distractores) para evaluar la capacidad discriminatva del olfato canino.

Primero los perros fueron entrenados para reconocer un olor específico (C: control). Para ello los perros debían oler un primer frasco (indicador) y luego identificar el frasco donde se encontraba el mismo olor dentro de las siete posibilidades dispuestas linealmente. La ropa impreganada con el aroma de los gemelos fue rotulada como A y B. [Un ejemplo de uno de los experimentos se muestra en la figura anterior]. Los perros pudieron discriminar fácilmente los olores de cada uno de los gemelos, tanto monocigóticos como dicigóticos (# pruebas=120, # de incorrectos=0).

Como los participantes eran niños gemelos y no adultos gemelos, las probabilidades de que existan diferencias en sus olores debido a factores externos como la vivienda, la alimentación, la crianza, la higiene, etc. se reducían al mínimo. Así que con estos resultados, los investigadores demostraron que si los perros están bien entrenados pueden discriminar fácilmente entre los olores de gemelos idénticos o mellizos. De esta manera, los peritos forenses podrían valerse de los canes si se llega a presentar un caso similar al mencionado al inicio del presente post.

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Referencia:

Ludvík Pinc, Luděk Bartoš, Alice Reslová, & Radim Kotrba (2011). Dogs Discriminate Identical Twins PLoS ONE : 10.1371/journal.pone.0020704

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¿Cómo vive una araña bajo el agua?

El día de hoy se publicó un artículo en The Journal of Experimental Biology que ha sido muy comentado en muchos medios de comunicación científica (msnbc, NERS, ScienceNow, Nature News, New-Scientist, entre otros). El artículo nos explica cómo hacen las arañas de la especie Argyroneta aquatica para poder vivir bajo el agua a pesar de respirar oxígeno como todas las demás arañas.

La A. aquatica es una pequeña araña de tan solo 1cm de largo que habita los ríos y estanques del norte de Europa. Esta es la única especie de araña que pasa casi toda su vida bajo el agua a pesar de respirar oxígeno, tal como lo hacen el resto de arañas. Lo que le permite sobrevivir bajo el agua es una burbuja de aire —similar a una campana de buceo— fabricada con su telaraña.

Lo que les pareció extraño a los científicos es que estas arañas no necesitaban salir constantemente a la superficie para recargar sus burbujas de aire, es más, tan sólo lo hacían una vez al día. Roger Seymour de la Universidad de Adelaida y Stefan Hetz de la Universidad Humboldt de Berlín descubrieron que estas estructuras son más que unas campanas de buceo estáticas, ya que funcionan de manera similar a las agallas de los peces, capturando el oxígeno que se encuentra disuelto en el agua.

Seymour & Hetz colectaron 12 de estas arañas del río Eider en Alemania. Luego las llevaron a su laboratorio y las criaron en estanques diseñados para la experimentación. Usando unos cables de fibra óptica con un detector de oxígeno en un extremo, los investigadores se dieron con la sorpresa de que el oxígeno podía entrar directamente (difusión) a través de la telaraña, y fue lo suficiente como para que la araña pudiera vivir sin problemas.

Cuando las arañas respiran, consumen oxígeno que se encuentra dentro de las burbujas de aire. Con el tiempo, los niveles de oxígeno del agua serán mayores a los encontrados dentro de las burbujas y difundirán fácilmente a través de la telaraña. Lo mismo ocurre para el caso del CO_q pero en el sentido contrario, los niveles de CO₂ serán mayores dentro de la burbuja y por lo tanto difundirán fuera de la burbuja.

Cuando las arañas eran más grandes o desarrollaban actividades metabólicas más complejas (Ej.: poner huevos, alimentarse, etc.) las burbujas también se hacían más grandes. El problema radica en que a medida que pasa el tiempo, la burbuja se encoje porque el nitrógeno presente en el aire al momento de cargar la burbuja se pierde y no se vuelve a recuperar, generando un encogimiento y posible colapso de la burbuja. Por esta razón, la araña debe subir a la superficie para recargar su burbuja de aire y evitar que esta colapse.

Por otro lado, las A. aquatica también demostraron una tremenda tolerancia a bajos niveles de oxígeno, ya que son capaces de vivir con tan sólo con el 10 al 20% de los niveles de oxígeno que se encuentran en el aire (1 – 4KPa).

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Referencia:

Seymour RS & KH Stefan. The diving bell and the spider: the physical gill of Argyroneta aquatica. The Journal of Experimental Biology. 214: 2175 – 2181. doi: 10.1242/​jeb.056093

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La mosca de la fruta se beneficia de la promiscuidad de su pareja

Todo en la vida es una competencia, y las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) son las más conscientes de ello. En un estudio publicado hoy en PNAS, científicos del Departamento de Genética y Biología Molecular de la Universidad de Cornell, demostraron que los machos de la mosca de la fruta tienen la capacidad de adaptar la composición proteica de su semen para tomar ventaja de los efectos beneficiosos de una eyaculación previa hecha por otra mosca .

La promiscuidad, en algunos casos, podría llegar a ser una buena estrategia evolutiva por parte de las hembras, ya que al tener muchas parejas sexuales, aumenta la competencia entre los espermatozoides de los diferentes machos que la copularon, incrementando así sus probabilidades de ser fertilizada y dejar una buena descendencia. Sin embargo, para el macho, la promiscuidad puede ser tanto una oportunidad como un problema.

Lo que pasa es que el semen no sólo carga los espermatozoides —los encargados de transportar el material genético del macho—, sino también porta unos factores que influyen en la fisiología y comportamiento post-copulatorio de la hembra. La promiscuidad sería una oportunidad para el macho cuando estos factores favorecen la movilidad de los espermatozoides, promueven el almacenamiento del esperma y bloquean la acción del sistema inmune para que no los mate; pero sería un problema cuando estos factores, además, inhibieran los deseos de la hembra de aparearse nuevamente.

Por muchos años, los científicos creían que los fluidos seminales de un macho podían incapacitar el esperma de los machos rivales, dándoles una gran ventaja competitiva. Se llevaron a cabo una serie de experimentos pero ninguno daba resultados concluyentes. Hasta que en el 2008, Luke Holman aisló los fluidos seminales de una D. melanogaster y usando moléculas fluorescentes observó el efecto que tenía sobre la viabilidad de  su propio esperma y sobre el esperma de un rival, demostrando que, en ambos casos, ésta viabilidad aumentaba considerablemente.

Por otro lado, en el año 2000 Chapman et al. identificaron una proteína del fluido seminal llamada Acp36DE, la cual estaba involucrada con el almacenamiento del esperma en el tracto reproductivo de la D. melanogaster hembra. Para demostrar esto, los investigadores usaron dos tipos de moscas de la fruta mutantes, las cuales sólo producían el fluido seminal sin los espermatozoides. Uno de los tipos expresaba la proteína Acp36DE y el otro tipo no. La descendencia de una D. melanogaster ♂ normal era mayor cuando la hembra había sido previamente fertilizada por la mosca mutante que sí expresaba la proteína Acp36DE.

Estos dos trabajos nos proveen de evidencias sustanciales para pensar que las moscas de la fruta aprovechan de la eyaculación de los rivales para beneficiar su propio esperma. Si este fuera el caso, la mosca rival ya no tendría la necesidad de producir estos factores beneficiosos y, más bien, usaría esa energía para producir más espermatozoides o generar más movilidad para aumentar sus chances de dejar más descendencia. En otras palabras, ¿la mosca de la fruta tendrá la capacidad de modificar los componentes de su esperma para explotar los beneficios dejados por la eyaculación previa de un rival? Es precisamente esto lo que Laura K. Sirot y sus colaboradores de la Universidad de Cornell trataron de demostrar.

En primer lugar, las moscas de la fruta ♂ saben si sus parejas son o no vírgenes (tienen esa habilidad que tal vez muchos quisieran tener), y se ha demostrado que cuando son vírgenes hacen mayores esfuerzos al momento de cotejarlas que cuando no lo son. Esto se debe a la acción de las feromonas.

En segundo lugar, existen dos factores presentes en el fluido seminal de las moscas de la fruta ♂: la ovulina y el péptido sexual. La ovulina está involucrada directamente con la fecundidad de la hembra ya que promueve la ovulación y su efecto dura hasta por 24 horas después del apareamiento. El péptido sexual mantiene la oogénesis pero inhibe la receptividad de las moscas hembra.

Los investigadores observaron que el efecto de la ovulina se daba sólo en las moscas vírgenes y no en las previamente fertilizadas. Es por esta razón que los machos rivales que se aparean después con la hembra, ya no producen la ovulina en su esperma (no tendría ningún sentido hacerlo, ya que la fecundidad seguirá siendo la misma). Sin embargo, los niveles del péptido sexual en el esperma se mantienen iguales tanto en los machos que se aparean con hembras vírgenes como con hembras que ya fueron fertilizadas previamente.

En otras palabras, los machos que se aparean después se aprovechan del efecto de la ovulina depositada por el primer macho que se apareó con la hembra virgen, permitiéndole reducir los costos energéticos del apareamiento y guardar las proteínas del fluido seminal para cuando verdaderamente lo requiera. Tal vez las hembras tengan un límite fisiológico que no les permite generar más huevos, así que sería en vano aumentar los niveles de ovulina si la cantidad de huevos seguirá siendo la misma. Por otro lado, las moscas tratan de asegurar su paternidad manteniendo constante los niveles del péptido sexual para así inhibir la receptividad de la hembra.

Los investigadores no han podido explicar como hace la mosca para reducir los niveles de expresión de una proteína de manera específica. Pero, sin dudas que esta estrategia de la mosca de la fruta es bastante compleja, de repente hay otros factores en el fluido seminal que también se ven afectados, de manera específica, cuando la mosca se aparea con una hembra virgen que con una hembra previamente fertilizada.

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Referencia:

Sirot, L., Wolfner, M., & Wigby, S. (2011). Protein-specific manipulation of ejaculate composition in response to female mating status in Drosophila melanogaster Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1100905108

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