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miércoles, 8 de febrero de 2012

El canto de un grillo de hace 165 millones de años, y el analfabetismo científico en Colombia.

Antes de continuar con la serie sobre Purussaurus, es necesario, muy necesario hacer un pequeño paréntesis. Algunos titulares de prensa han resaltado la reciente publicación de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) del artículo titulado "Wing stridulation in a Jurassic katydid (Insecta, Orthoptera) produced low-pitched musical calls to attract females" (la estridulación de las alas en un grillo del Jurásico (Insecta, Orthoptera) producía llamados musicales de tono bajo para atraer a las hembras) ¿Y cual es el alboroto? El equipo de científicos ha logrado reconstruir el sonido de un grillo del jurásico superior, hace 165 millones de años.


Para aquellos que están familiarizados con la paleontología, no es un secreto que China ha proporcionado numerosos ejemplos de fósiles con preservación excepcional, del Jurásico superior y Cretácico inferior (entre unos165 y 130 millones de años atras). Quizás los mas famosos son los exageradamente publicitados dinosaurios emplumados de diversos tipos, que han estado robándose los titulares desde la década de 1990. Hay otras cosas muy interesantes y menos publicitadas en esos yacimientos, entre las cuales una de las mas recientes es el hallazgo de pequeñas salamandras con contenidos estomacales preservados en su interior.
No se puede negar que son bien bonitas las salamandras. La paleontología es mucho, muchísimo mas que los dinosaurios. Tomado de Dong, et al, 2012. El articulo de las salamandras GRATIS aquí.
Luego de descubrir varios fósiles de insectos, un grupo de paleontólogos chinos, incluyendo a  Jun-Jie Gu y Dong Ren de la Universidad Normal Capital de Beijng contactan a Fernando Montealegre-Zapata y a Daniel Robert, quienes pertenecen a la  Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol. Los paleontólogos chinos se han percatado de que el fósil incluye los órganos productores de sonido del grillo, muy bien preservados, y han contactado a estos científicos porque su trabajo es estudiar los mecanismos de producción de sonidos y de la audición en los insectos. Los autores han contactado también a Michael Engel, experto en la evolución de los insectos de la Universidad de Kansas. No sobra decir que el artículo del grillo es de libre acceso, y que se puede descargar también el material suplementario del artículo, junto con este video:
La imagen del video es una reconstrucción de la vegetación, basada en los fósiles encontrados en el yacimiento, que incluyen araucarias y helechos gigantes, en un patrón de bosque mas bien abierto y disperso.
El grillo proviene de los yacimientos de Jiulongshan, en el interior de Mongolia. El fósil consiste en un par de alas bien preservadas, de mas de 7 centímetros de largo. Las caracteristicas de las venas en las alas permiten ubicarlo en la familia extinguida de grillos Haglidae, conocida por fósiles que van desde el Triasico tardío (unos 230 millones de años) hasta el Cretácico temprano (unos 130 millones de años). Dentro de esta familia, el fósil puede ubicarse en un género ya conocido, Archaboilus, con una especie mas antigua descrita en 1937 por un especialista ruso. Esta nueva especie es llamada Archaboilus musicus, por el hecho de producir llamados tonales.
Aquí el fosil del grillo. No es de aspecto muy espectacular, pero sus implicaciones si lo son.
Los grillos producen sonidos frotando sus alas. En ellas tienen una fila de diminutas protuberancias como dientes y una cresta dura que funciona como raspador. Frotando la una con la otra producen un sonido de forma muy similar al que se produce al frotar un peine con un lapiz. El grillo mantiene sus alas elevadas mientras canta, de modo que estas le dan resonancia al canto. En el siguiente video pueden verse algunos grillos cantando:

La mayoría de los grillos vivientes del grupo al que pertenece Archaboilus musicus, llamado Tettigonioidea, tienen el organo productor de sonidos de forma asimétrica: En el ala izquierda hay un raspador, y en el la derecha una fila de dientes. Con este organo asimétrico los grillos producen sonidos deslizando su ala izquierda sobre su ala derecha. Los cantos de estos grillos pueden ser de un solo tono, o pueden consistir en en ruidos mas elaborados que abarcan un amplio grado de frecuencias. Muchos de estos grillos han desarrollado además la capacidad de producir ruidos de muy alta frecuencia (ultrasonidos), los cuales no pueden ser percibidos por el oído humano, y les ayudan a los grillos a evitar a depredadores como los murciélagos.
Una gráfica sencilla con las relaciones entre diferentes tipos de grillos y las frecuencias que utilizan en su canto. Los cantos de baja frecuencia son los mas primitivos entre estos insectos.
En otras especies modernas, como las especies del género Cyphoderris, los organos productores de sonidos son simétricos, con un raspador y una fila de dientes en ambas alas. Las alas se mueven raspandose entre si de forma alternada (derecha sobre izquierda, luego izquierda sobre derecha...), y sus llamadas siempre son de un solo tono (una sola frecuencia en la onda de sonido), como una nota musical. Este es el caso de el grillo del jurásico , cuyo sonido debe haber sido de un solo tono y perceptible por el oido humano. Un grillo fósil menos antiguo, de comienzos del Cenozoico (hace unos 60-50 millones de años), el Pseudotettigonia amoena, tiene organos productores de sonido en sus alas que son ligeramente asimétricos. Todo esto lleva a pensar que entre los grillos, los sonidos de un solo tono y de baja frecuencia fueron la tendencia original, siendo los sonidos mas complejos y ultrasónicos derivaciones posteriores.
En esta gráfica se resumen los procedimientos mediante los cuales se deduce la frecuencia del sonido, junto con la naturaleza del canto del grillo del Jurásico.
Entre mas alargado sea el raspador, mas alta la frecuencia del sonido que produce. Los científicos utilizaron datos de la longitud del raspador y la frecuencia del sonido en varias especies de grillos (estos datos ya habían sido publicados en un artículo de Montealegre-Zapata de 2009) para predecir la frecuencia del canto en Archaboilus musicus. El modelo predice que la frecuencia del sonido debe ser de unos 6.42 kHz (kilohertzios), una frecuencia ideal para la comunicación en un ambiente de bosque abierto, tal como el que se ha inferido para la región durante el periodo Jurásico a partir del estudio de los fósiles vegetales. El sonido del insecto fue reconstruido mediante un modelo matemático que relacionó varias caracteristicas del organo productor de sonido con la duración y frecuencia del pulso.
Este pequeño párrafo del artículo resume cuales serían las implicaciones para el animal vivo y su ecosistema:
"As extant katydid species using musical calls are nocturnal, A. musicus was likely to have been acoustically active at night. Using one frequency, A. musicus occupied a private communication channel to attract mates, an indication that the acoustic niche 165 Ma was already teeming with singing arthropods and amphibians. In the darkness of the Jurassic forest, A. musicus surely experienced the dilemma of singing loud and clear, while simultaneously attempting to avoid nocturnal predators. Remaining quiet during the day, A. musicus perhaps managed not to raise the attention of contemporary diurnal Archaeopteryx-like reptiles. We cannot rule out the possibility that Jurassic mammals (e.g., Morganucodon and Dryolestes) might have been predators of these insects, as they were able to hear sounds in the range of frequencies used by A. musicus."

(Como las especies de grillos* vivientes que utilizan llamados musicales son nocturnas, A. musicus probablemente estaba acústicamente activo en la noche. Utilizando una frecuencia, A. musicus ocupaba un canal de comunicación privado para atraer parejas, una indicación de que el nicho acustico hace 165 Millones de años ya estaba lleno con artrópodos y anfibios cantantes. En la oscuridad del bosque jurásico, A. musicus seguramente experimentaba el dilema de cantar fuerte y claro, mientras que intentaba simultáneamente evitar los depredadores nocturnos. Permaneciendo callado durante el día, A. musicus quizás se las arreglaba para no llamar la atención de los reptiles contemporáneos similares a Archaeopteryx. No podemos descartar la posibilidad de que los mamíferos del Jurásico (p.ej., Morganucodon Dryolestes) puedan haber sido depredadores de estos insectos, porque eran capaces de escuchar sonidos en el rango de frecuencias utilizadas por A. musicus.)
Una reconstrucción del Archaboilus musicus produciendo su canto sobre las hojas de los helechos.
Es de resaltar que Fernando Montealegre-Zapata es un Biólogo Colombiano, Egresado de la Universidad del Valle. Sus publicaciones se enfocan en los mecanismos de producción y percepción de sonidos por los grillos. Esto ha hecho que la publicación del artículo haya recibido algo de cobertura por los medios de comunicación colombianos. De resaltar la entrevista hecha por la Radio Nacional de Colombia, y que puede escucharte en el podcast de esta emisora bajo el título "Biólogo colombiano logró recrear el sonido de un grillo del Jurásico / Martes, 07 Febrero 2012".
Algo que encuentro realmente lamentable son los comentarios que se ven en la nota del periódico El Espectador. Mucho mas lamentables los comentarios que se ven en la nota de el periódico El Tiempo. Este tipo de reacciones** dejan sin duda en evidencia que en Colombia el analfabetismo científico (y de otras clases) es enorme. Por un lado, está la percepción de nosotros los colombianos de que todo aquello que no sirve para hacer negocio es inútil. Por otro lado esta percepción hace que los colombianos sintamos desdén por cualquier actividad intelectual, razón por la cual todos los sectores de la sociedad parecen no inmutarse ante la degradación del sistema educativo de mi país. ¿Les parece que soy excesivamente pesimista al hacer estos comentarios? Simplemente pongan a un niño de 8 años a leer un texto sencillo, o a un colombiano adulto promedio, preguntenles por conceptos básicos de lo que sea, y verán a qué me refiero.
NOTA: se puede encontrar mas información en español en el blog DinoAstur, en las siguientes entradas:
*La palabra inglesa "katydid" se refiere a un tipo particular de grillo, el cual se conoce en algunos lugares de habla hispana como "esperanza".
**Por supuesto, no permitiré ningún comentario estúpido del tipo "esto no sirve para curar el cancer" en este blog, tengo control total sobre la moderación de comentarios, así que, señor troll, no pierda su tiempo.