Jordi Bascompte Sacrets - Evolución y complejidad

A una temperatura dada, cada grillo emite en una frecuencia ligeramente diferente. Cuando un conjunto de ellos entra en sincronía por acoplamiento, se consigue una frecuencia consenso. Curiosamente, el ajuste lineal con la temperatura del que hablábamos unas líneas más arriba se sigue entonces de forma más exacta. Se trata de un maravilloso ejemplo de lo que los estadísticos llaman «regresión a la media».

Los grillos grillan por sexo. Sus serenatas nocturnas intentan atraer a las hembras. De hecho, las hembras no tienen la capacidad de producir ese característico sonido. Los grillos macho emplean el sonido también para marcar su territorio, en los combates o como alarma de peligro. Si emiten sonidos deben de tener oído. ¿Se han preguntado alguna vez dónde se localiza? Los insectos, para nosotros, mamíferos, son como extraterrestres: aunque aún no conocemos bien cómo funciona, sabemos que los grillos poseen una especie de tímpano auditivo en las extremidades anteriores, en las patas.

Figura 3. Svante Arrhenius fue premio Nobel en 1903 y el primer científico en hablar del efecto invernadero producido por el CO 2a nivel mundial.

Hay veranos en que el campo suena como una «jaula de grillos» y otros en que apenas se oyen. ¿A qué es debido? Es un bonito problema de dinámica de poblaciones. La responsable es una mosca de menos de 1 cm. Se llama Ormia ochracea . La mosca hembra parasita a las especies de grillo del género Gryllus , como nuestro grillo campestre. Localiza al grillo gracias a su chirrido y le inyecta sus larvas en el cuerpo. A la semana el grillo muere comido desde su interior. A pesar de que ellas los prefieren cantores, no todos los grillos machos tienen tanta afición a las serenatas. Hay grillos simplemente merodeadores. Que un grillo sea cantor o merodeador depende de sus genes. Que abunden más unos que otros en un determinado año depende de la población de moscas parasitoides. Si los cantores son mayoría, la población de moscas aumentará, cebándose con los cantores, que dejarán poca descendencia para el año siguiente. De modo que en esa hornada la mayor parte de grillos serán merodeadores, no detectables por el parasitoide. Consecuentemente la población de moscas disminuirá, lo que representará una nueva oportunidad para los grillos cantores; porque recordemos que ellas los prefieren cantores.

Figura 4. La pequeña Ormia ochracea preparando el desayuno para sus crías.

¿Cómo localiza la pequeña mosca Ormia ochracea a los grillos cantores? Como los grillos muestran su máxima actividad por la noche, las moscas no usan su visión para localizarlos, sino su especial capacidad auditiva. La pequeña mosca posee dos diminutos oídos de aproximadamente 1 mm 2de área, que están situados en la parte delantera del tórax.

Los entomólogos se han preguntado durante mucho tiempo cómo era posible que con un aparato auditivo tan minúsculo, Ormia tuviera semejante habilidad y precisión. Nuestros oídos, y los de muchos organismos, son capaces de localizar una fuente de sonido gracias a las diferencias de tiempo e intensidad con que cada oído percibe un sonido. Por ejemplo, si un sonido nos llega desde la izquierda, alcanza antes y es percibido con más intensidad por nuestro oído izquierdo que por el derecho. En los humanos, debido a la distancia de un palmo que separa nuestros oídos, percibimos diferencias de tiempos entre 500 y 700 microsegundos. La distancia entre oídos de Ormia es de aproximadamente medio mm. Si su funcionamiento fuera semejante al de los mamíferos, su sistema auditivo le permitiría captar diferencias de tiempo de a lo sumo 1,5 microsegundos. Y encima, la diferencia de intensidad posible de detectar estaría muy por debajo de un decibelio. Pero Ormia usa un astuto truco. Sus dos tímpanos están unidos por un pequeño exoesqueleto de un tamaño de menos de 2 mm. Lo que han descubierto los investigadores es que esa estructura flexible que engancha ambos tímpanos consigue amplificar la energía recibida. Ambas membranas vibran en fases y amplitudes ligerísimamente diferentes y el «presterum», así llaman al exoesqueleto, amplifica esta asimetría para que el sistema nervioso de la mosca sea capaz de determinar el origen del sonido. Con la ayuda del presterum, que actúa como puente intertimpanal, la diferencia temporal que la mosca es capaz de detectar se amplifica de 1,5 hasta 55 veces y la intensidad de menos de un decibelio a 10 decibelios. Hasta donde saben los biólogos hoy día, este mecanismo es único en el reino animal.

Figura 5. Situación de los «oídos» en el tórax de una mosca Ormia ochracea y esquema del funcionamiento del puente intertimpanal.

Teorías

Dan mucho de sí los grillos, ¿verdad? En realidad, no son una excepción, cualquier ser vivo es una maravilla desde una infinidad de puntos de vista. Como naturalistas podemos admirar miles de ejemplos de fascinantes adaptaciones y coadaptaciones (como la del grillo y la mosca). El público general disfruta con este acercamiento a la naturaleza, pero los científicos van mucho más allá intentando encontrar explicaciones lo más globales posible a lo que existe.

Por ejemplo, hemos visto que Arrhenius dedujo una expresión matemática que relaciona la velocidad de una reacción química con la temperatura a la que se produce. Y que éste es el motivo por el cual un grillo puede ser usado como termómetro. Pero hay un montón de fenómenos naturales que siguen la ecuación de Arrhenius. Entre ellos la velocidad de las hormigas, la frecuencia de emisión de luz de las luciérnagas o la frecuencia de las ondas alfa de nuestro cerebro.

También hemos hablado de la sincronización del chirrido de los grillos. Esta tendencia a la sincronización en la naturaleza ha llamado poderosamente la atención de los biólogos. Un caso espectacular es el de las luciérnagas macho, que son capaces de emitir pulsos de luz. Cada luciérnaga posee una especie de oscilador cuya frecuencia se ajusta en respuesta a los flashes de otros congéneres. Los machos se juntan por miles y logran sincronizar sus frecuencias para emitir un pulso de luz rítmico con la intención... de llamar la atención de las hembras a larga distancia, ¡claro! Algunas noches, a las orillas de los ríos de Malasia, miles de luciérnagas enamoran con un espectáculo de luces rítmicas. Un efecto hipnótico-auditivo parecido al que nos causan los grillos de nuestros campos cuando cientos de ellos sincronizan sus chirridos. Pero, nosotros mismos estamos formados por miles de osciladores acoplados. Nuestros ciclos circadianos (ciclos biológicos sincronizados con el día y la noche: sueño-vigilia, variación de temperatura corporal, tono muscular...), nuestras ondas cerebrales o muchos de nuestros procesos nerviosos están regidos por el acoplamiento de osciladores. El caso más ilustrativo es nuestro corazón. El tejido cardíaco está formado por miles de células musculares capaces de oscilar. Cada una oscila con su propia frecuencia, pero gracias a que están acopladas logran prodigiosamente sincronizar sus oscilaciones, hasta el extremo de poder escuchar su oscilación colectiva como un latido bien definido. Lo interesante es que en el tejido cardíaco no existe una célula líder que marque el ritmo a las demás. Si fuera así, el mal funcionamiento o la muerte de esta célula líder significarían un paro cardíaco fatal. La evolución ha optado por un sistema democrático, distribuido: ninguna célula lidera el proceso, los latidos son un resultado colectivo, la autoorganización del conjunto por el acoplamiento de osciladores.