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El colombiano que ayudó a descifrar un viejo enigma de los murciélagos
Camilo López Aguirre

El biólogo bogotano Camilo López Aguirre.

Foto:

Archivo particular

El colombiano que ayudó a descifrar un viejo enigma de los murciélagos

¿Qué fue primero, el vuelo o la ecolocalización? Un reciente estudio en Current Biology lo resolvió.

Durante mucho tiempo se creyó que la evolución de los murciélagos estaba resuelta, contada como una historia en dos tomos: en uno de ellos estaba la familia de los microquirópteros, palabra que significa, simplemente, murciélagos pequeños.

En el otro tomo estaba la familia de megaquirópteros. Su nombre, al igual que el de los anteriores, hace referencia a su tamaño, y significa murciélagos grandes.

Ambas familias también se diferenciaban en una característica única dentro de los murciélagos, los únicos mamíferos voladores: la ecolocalización, la habilidad de emitir sonidos e identificar las características del entorno a partir del eco que generan los diferentes objetos al rebotar las ondas sonoras.

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Así, mientras los microquirópteros son capaces de ecolocalizar, sus primos más grandes no, lo que llevó a los científicos a concluir que la ecolocalización apareció una sola vez en estos animales.

Esta fue por décadas la teoría simple de la historia evolutiva de uno de los grupos de animales más variados y fascinantes del planeta, y uno de los más diversos de mamíferos, con hasta 1.400 especies registradas en los cinco continentes.

En buena parte, la simpleza de esa historia respondía a que los científicos solo contaban, y aún cuentan, con escasos y fragmentarios fósiles para estudiar y clasificar a los ancestros de los murciélagos y, de esta manera, construir su árbol genealógico.

Pero todo esto cambió cuando, en el 2002, un grupo de investigadores indagó sobre los orígenes de los murciélagos con la biología molecular, que identifica, uno a uno, los cambios en el ADN que van sufriendo las distintas especies, generación tras generación.

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Estos científicos publicaron un artículo en la revista Nature en el que demostraban que el árbol evolutivo de los murciélagos era más complejo y que en lugar de separar a murciélagos grandes y pequeños en ramas distintas, un subgrupo de los microquirópteros que ecolocalizan –los Rhinolophoideos– era, de hecho, hermano de los megaquirópteros, formando una nueva rama llamada Yinpterochiroptera (ver gráfico).

“Esto puso en duda la teoría que teníamos de la evolución de la ecolocalización y los murciélagos, ya que pasamos de tener un solo grupo de murciélagos que ecolocaliza a tener dos grupos distantemente emparentados con esta característica”, explica el biólogo Camilo López Aguirre.

Él está convencido de que, para descifrar los secretos de la evolución de los emperadores de la oscuridad, la clave está en estudiar a fondo su desarrollo embrionario, más específicamente.

Del vuelo al eco

López Aguirre lleva estudiando los murciélagos desde el 2011. Primero, durante su pregrado en la Universidad Javeriana, investigó sobre los Carollia, un grupo de frugívoros, tratando de entender cómo varía su morfología según su ubicación geográfica.

Posteriormente, viajó a Australia a hacer su maestría y doctorado en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Paleoecología de Mamíferos, principalmente en marsupiales y murciélagos.

Desde allí, el científico indagó sobre las migraciones que llevaron a que los murciélagos colonizaran todos los rincones de las Américas, un proceso que, dice, no ocurrió en un solo evento, sino a través de varios viajes, principalmente entre Norteamérica, Suramérica y el Caribe.

En el 2017, este bogotano inició su doctorado con la intención de profundizar en el vuelo de los murciélagos.

“Son animales fascinantes desde el punto de vista morfológico, porque son los únicos mamíferos capaces de volar, pero no lo hacen como las aves, que tienen plumas y menos huesos en las alas.

Los murciélagos adaptaron su cuerpo de una forma increíble, elongando sus dedos, y presentando unas membranas que conectan manos, pies y torso en una sola estructura. Fue por eso que me interesé particularmente en la forma y el movimiento de sus alas, un área poco estudiada”, expresa.

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Como parte de su doctorado, publicó varios estudios sobre el ala de los murciélagos, comparando el desarrollo de su esqueleto con el de otros mamíferos terrestres y con las aves, y también observando la velocidad con la que crecen las diferentes partes de su cuerpo.

Así, encontró, entre otras, que los murciélagos, como los humanos, tienen crecimiento alométrico, es decir, algunas de sus extremidades crecen más rápido que otras durante las diferentes etapas de la vida (en los humanos, con los años, los brazos y las piernas crecen mucho más rápido que la cabeza).

López Aguirre cuenta que, como consecuencia de sus estudios sobre las alas, empezó a cuestionarse sobre la ecolocalización, una habilidad estrechamente relacionada con el vuelo.

Los confines del oído

Asegura que la mejor forma de entender el sonar de los murciélagos es comparando las especies modernas con los fósiles. El oído de los murciélagos guarda pistas importantes, pues gracias a él estos animales pueden percibir el eco que emiten los sonidos al rebotar sobre las diferentes superficies del paisaje.

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Embriones de murciélagos

Imagen de la investigación que resalta, con tinción, los huesos del oído en los géneros de murciélagos ‘Eonycterys’ y ‘Cynopterus’.

Foto:

Cortesía

En este sentido, el tamaño del oído juega un papel fundamental, pues, a mayores estructuras, debería haber también un mayor desarrollo de su utilidad.

El problema, dice el investigador, está en que en el registro fósil de los murciélagos hay pocos ejemplares, y las muestras de la cabeza y de las estructuras de los oídos lo suficientemente bien preservadas para llevar a cabo análisis completos son escasas. La mayoría de las piezas son unos cuantos dientes y fragmentos de cráneos.

Pese a esto, existe un fósil que es considerado la piedra angular de la evolución de los murciélagos; se trata del Onychonycteris finneyi. Data de 52 millones de años y su buena conservación ha permitido apreciar con gran detalle las partes del oído encargadas de la ecolocalización.

“Biólogos evolutivos interpretaron este fósil como evidencia de un ancestro común a todos los murciélagos modernos que era capaz de ecolocalizar, apoyando la hipótesis de que la ecolocalización surgió una sola vez en estos mamíferos”, señala López.

Sin embargo, a la luz de la reorganización del árbol genealógico de los murciélagos en el 2002, se despertó un álgido debate a nivel mundial en el que unos biólogos apoyaban un único origen de la ecolocalización y otros se inclinaban por un origen múltiple.

Con el objetivo de poner a prueba estas hipótesis, en un artículo publicado el viernes pasado en la revista Current Biology, López Aguirre junto con un equipo internacional de investigadores de Australia, Japón, Hong Kong, Vietnam y Estados Unidos se dieron a la tarea de aplicar una novedosa técnica para observar en detalle los confines del oído de los murciélagos.

Utilizaron una herramienta similar a las tomografías computarizadas que se emplean para identificar lesiones en los tejidos de los humanos, para escudriñar en esos diminutos huesos de más de 500 embriones, no solo de murciélagos, sino de otros mamíferos como primates, musarañas, puercoespines fosoriales (como los topos) y pequeños roedores, generando modelos computarizados 3D de los esqueletos en desarrollo.

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Los científicos aplicaron una tinción, es decir, un tipo de coloración, a los ejemplares para identificar el tejido embrionario de tres huesos del cráneo que juegan un rol fundamental en la ecolocalización: la cóclea, el petroso y la apófisis estiloides. De esta manera buscaban saber en cuáles de ellos estaban adaptados para captar con mayor precisión los ecos.

“Como los embriones aún no se han desarrollado completamente, su estudio nos permite tener un modelo que simula la evolución a través de la historia de estos animales, porque toda su anatomía se encuentra en fases muy tempranas".

Esto se debe a que la mayoría de las especies animales muestran durante sus etapas prenatales vestigios anatómicos de sus antepasados”, explica López, y agrega que una evidencia de esto es que, por ejemplo, los humanos mostremos en nuestro desarrollo embrionario músculos que perdieron nuestros ancestros hace cientos de millones de años.

“Encontramos que el desarrollo del oído es prácticamente idéntico entre los murciélagos que no ecolocalizan y otros mamíferos que tampoco cuentan con esta característica, mientras que los dos grupos de murciélagos que ecolocalizan muestran diferencias significativas. Esto nos lleva a pensar que no hubo un ancestro en común, sino que cada grupo desarrolló su ecolocalización independientemente”, dice.

El estudio también encontró que es muy poco probable que el ancestro común de los murciélagos fuera capaz de la ecolocalización sofisticada que tienen las especies de hoy. Según los científicos, esto se puede interpretar como evidencia para responder a la pregunta sobre qué surgió primero, el vuelo o la ecolocalización. “Nuestros resultados indican que los murciélagos aprendieron primero a volar y luego desarrollaron la ecolocalización”, dice López Aguirre.

Misterios por resolver

De acuerdo con López Aguirre, ya en el siglo XVIII se tenía una noción de la ecolocalización en murciélagos, pero solo fue reportada formalmente hasta 1958. Desde entonces se han llevado a cabo innumerables estudios intentando entender esta cualidad que solo comparten mamíferos marinos, como las ballenas y los delfines y algunos fosoriales, además de aves como los guácharos.

“Nuestro estudio, más que un punto final, es una coma para seguir contando la historia de los murciélagos”, reconoce López Aguirre, quien añade que aún quedan muchos interrogantes por responder sobre estos animales: desde cómo lograron generar un mecanismo para no ensordecerse a sí mismos con los sonidos que emiten y luego captan, hasta por qué mientras unos murciélagos emiten estos sonidos por la boca otros lo hacen por la nariz.

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Asimismo, el científico espera poder seguir revelando otros secretos relacionados con estos animales, que juegan un papel fundamental dentro de los ecosistemas. Entre estos está, a partir de la paleontología, entender el origen de la amplia gama de dietas que exhiben, la más diversa de todos los mamíferos: desde los insectívoros (que se cree fueron los primeros en aparecer), nectarívoros, pasando por los frugívoros hasta llegar a los desconcertantes vampiros comedores de sangre.

Otros interrogantes incluyen por qué los murciélagos son tan longevos si se les compara con otros mamíferos de su mismo tamaño, con especímenes que han alcanzado hasta los cuarenta años. También hay líneas de investigación dedicadas a comprender particulares comportamientos sociales que han llevado a algunas especies a vivir en colonias conformadas por millones de individuos.

Incluso, existen otros comportamientos que pueden enseñar mucho sobre otros animales, incluidos los humanos.

“Hay quienes estudian vampiros que tienen actitudes altruistas, como brindar alimento, regurgitándoles sangre en la boca, a los miembros de la colonia que no se han podido alimentar. Aún más, se han identificado especies que practican sexo oral entre los individuos de diferente sexo, algo que se ha identificado como una estrategia para prolongar la copulación”, concluye López Aguirre.

NICOLÁS BUSTAMANTE HERNÁNDEZ
Redactor de Ciencia
En Twitter: ​@ScienceNico

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