Como se orientan las aves

Los pájaros tienen la capacidad de dirigirse de forma muy precisa a un destino concreto. Han desarrollado un sistema de navegación eficiente, necesario para realizar vuelos de largo recorrido. El ornitólogo Finn Salomonsen, realizó experimentos con dos especies de golondrinas de mar: el charrán sombrío y la tiñosa común o gaviotín de san Félix. Tras separar de sus nidos, en las islas Tortugas del Golfo de México, a varios de estos individuos lo llevaron a distancias de 832 a 1368 kilómetros, la mayor parte de ellos fueron capaces de regresar al punto de partida desde lugares ubicados en mar abierta. Pero quizá, el experimento de este tipo más sorprendente fue el de una pardela pinocheta, que la trasladaron desde su nido —en la isla galesa de Skokholm— a Boston, Estados Unidos. Al cabo de 12 días, 12 horas y 31 minutos, regresó al lugar del que había partido. En los experimentos de desorientación, aunque a los pájaros se les anestesie durante el apartamiento o se les haga girar sobre sí mismos de forma continuada para marearlos, casi todos consiguen regresar al punto de partida.
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La mayoría de los animales, en sus desplazamientos, suelen utilizar la visión y el oído para determinar el punto en que se encuentran y el camino que tienen que seguir para dirigirse al destino elegido. La vista les proporciona marcas y señales cuya posición relativa en la imagen debe guardar un orden que conoce para alcanzar su objetivo. A veces estas marcas son cadenas montañosas como los Apalaches, las Montañas Rocosas, la sierra Madre, etc. Estas grandes cordilleras señalan el camino a muchas aves durante sus largas migraciones, al igual que lo hacen los ríos y las líneas costeras. Conforme el animal se acerca a su destino, un lugar familiar cuyos alrededores ha memorizado con detalle, será capaz de reconocer una gran cantidad de marcas que le facilitarán la aproximación final al punto que desea alcanzar.

Sin embargo, ni el reconocimiento visual de marcas, ni la navegación inercial, ni el olfato, bastan para que los pájaros puedan llevar a cabo viajes de miles de kilómetros, con días claros y nublados, noches despejadas y brumosas, sobre la tierra o el mar, de noche y con vientos que pueden soplar en muchas direcciones. Se ha llegado a la conclusión de que además del reconocimiento de imágenes y un sistema de navegación inercial, las aves cuentan con brújulas magnéticas que les suministran información acerca del rumbo que siguen y el hemisferio en el que se encuentran, sus retinas captan luz polarizada con la que se orientan y ajustan sus brújulas internas, conocen las posiciones de las estrellas y saben determinar qué rumbo marca la huella del sol en el horizonte. Pueden hacer uso de todas estas habilidades o de algunas de ellas y establecer prioridades, en función de las circunstancias, para procesar los datos que les proporcionan.

Orientación a través del Magnetismo

Los experimentos de David Dickman y Le-Qing Wu del Baylor College de Houston, Tejas, con palomas bravías, han demostrado que cuando estos pájaros se someten a cambios del campo magnético, generados artificialmente, hay un área de su cerebro que se muestra muy activa. Los resultados de su experimento constatan la existencia de un procesador de señales magnéticas en el cerebro de las palomas bravías. Además, las señales alcanzan su máxima amplitud cuando el campo magnético tiene la misma orientación que el terrestre.

Pero, ¿dónde están los sensores que transmiten la información del campo magnético al cerebro?

Quizá no estén en el mismo sitio en todas las aves, y se ha sugerido que podrían encontrarse en el pico, el oído o en la retina. Durante algún tiempo se pensó que las palomas tenían en el pico células muy ricas en hierro, con propiedades magnéticas; sin embargo, los estudios más recientes apuntan a que las células magnéticas podrían residir en la retina. En la de algunos pájaros existe una proteína fotosensible denominada criptocromo. La proteína posee pares de electrones entrelazados, uno gira (espín) en un sentido y el otro en el contrario.

Cuando el criptocromo recibe un haz de fotones (partículas luminosas) de luz verde o azul, uno de los electrones acoplados puede absorber la energía del fotón y abandonar la molécula. Quedan así radicales libres con espines opuestos, que son sensibles a los campos magnéticos. En función de su orientación, el campo magnético terrestre puede acelerar el proceso por el que los radicales vuelven a unirse con lo que se libera energía que el nervio óptico transporta al cerebro. El pájaro “vería” una especie de sombra o mancha superpuesta al paisaje, que le indicaría su rumbo de vuelo. Es posible que existan otros sensores, distintos al criptocromo, que confieren a las aves un sexto sentido: el magnético; y podrían ser células que contengan magnetita ubicadas en el pico o el oído.]

Hasta hace poco, los científicos se cuestionaban sobre el mecanismo que permitía a las aves percibir el campo magnético de la Tierra. Investigadores de la Universidad de Oldenburg (Alemania) y de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) revelan ahora este misterio de la biología.

El estudio, que se publicó en Nature, demuestra que las aves no se orientan sólo a través del campo magnético, sino que pueden “ver” correctamente su dirección. Según el grupo de trabajo ‘Neurosensorik’ liderados por el científico alemán Henrik Mouritsen, las aves poseen una brújula magnética que se encuentra en una región del cerebro, denominada ‘Clúster N’, en el ámbito de los centros visuales. La región de la visión alberga por lo tanto esta brújula.

El Clúster N

En 2004, el equipo de Mouritsen y Erich Jarvis, catedrático de la Universidad de Duke (EEUU) creían haber identificado la región del cerebro, , esencial para la orientación mediante el campo magnético. El hecho se ha confirmado ahora al demostrar que, si se desactiva el clúster, las aves no pueden utilizar ya su brújula magnética para orientarse.

Sin embargo, la capacidad de fijar el rumbo a partir del Sol y de las estrellas se mantiene intacta. El ‘Clúster N’ también está involucrado en el procesamiento de datos sobre el campo magnético, según demuestran empíricamente los científicos.

Orientación a través de las Estrellas

El etólogo Stephen Emlen realizó una serie de experimentos con azulejos índigo que demostraron que dichos pájaros utilizaban las estrellas para orientarse al iniciar los vuelos migratorios. Los pájaros crecieron en una jaula con forma de tronco cónico invertido. En el círculo superior se proyectaba la imagen de las estrellas del hemisferio norte, girando alrededor de la Polar durante la noche. Cuando llegaba el momento de la migración se mostraban muy activos y trataban de salir en una dirección determinada que se podía ver por el lugar de la jaula que las aves marcaban en sus intentos fallidos por iniciar el vuelo. Emlen demostró que, para elegir el rumbo, tomaban como referencia la estrella Polar que, desde jóvenes aprendían a reconocer por permanecer quieta en el firmamento, en tanto que las otras giraban en torno a ella. Si hacía que las estrellas del planetario orbitaran alrededor de Betelgeuse, en vez de la Polar, los pájaros adultos tomaban a esta como referencia para determinar el rumbo del inicio de sus migraciones. Ni siquiera necesitaban verla, ya que les bastaba con observar la posición relativa de las otras estrellas y constelaciones. En cualquier caso, la habilidad para orientarse mediante las estrellas se adquiere a través del aprendizaje. Hay pájaros que migran por la noche y sabemos que se orientan principalmente gracias a las estrellas

Los investigadores probaron además otras maneras posibles de percibir el campo magnético. De este modo, Mouritsen confirma que los cristales de mineral de hierro presentes en la parte superior del pico no cumplen ninguna función de relevancia para la brújula magnética. Aunque el nervio trigémino estuviera inactivo (al ser la única conexión nerviosa entre los cristales de mineral de hierro del pico y el cerebro), los pájaros no perdieron su capacidad para usar la brújula magnética.

Orientación a través del Sol

Las aves también utilizan la posición del sol para orientarse. En 1950, Kramer demostró por primera vez que algunos pájaros, como los estorninos europeos, utilizan la luz que proyecta el sol en el horizonte para determinar la dirección del vuelo. En su experimento utilizó espejos para alterar la posición de la marca solar y comprobó que los estorninos cambiaban el rumbo. Si adelantaba o retrasaba el sol artificial en 6 horas, con respecto al real, los estorninos cometían un error de 90 grados en el rumbo, lo que demostraba que se orientaban tomando la posición del sol como referencia. Para orientarse con el sol, el pájaro necesita un reloj interno porque en función de la hora, el sol indica una dirección distinta.

A las doce del mediodía marca el sur, al amanecer, se acerca al este y durante la puesta al oeste. Para hacer un uso práctico de la posición del sol sobre el horizonte y deducir en un momento determinado la dirección que marca, es necesario saber qué hora es. Con estos dos datos, un pájaro puede orientarse. Todos los animales poseen un reloj interno que, con un periodo de aproximadamente 24 horas, marca el ciclo circadiano. En ausencia de estímulos externos, el ciclo circadiano, funciona en modo de libre curso, y es la genética de cada especie la que determina su periodicidad. Sin embargo, el ciclo se ajusta a las variaciones de luminosidad y calor, del entorno. Este ajuste implica que el ciclo adapta su periodo y fase al día solar.

Cuando se producen cambios abruptos entre la fase del ciclo circadiano y la del entorno (desplazamientos que implican un cambio horario significativo o inducidos para la realización de experimentos), el ciclo circadiano se adapta a la nueva fase del entorno, aunque tarda un cierto tiempo en hacerlo porque no es capaz de adelantar o atrasar más de 60 a 90 minutos diarios