Alternativas evolutivas para el canto

- Por Lis Tous -

Los pájaros cantan, básicamente, para atraer a la hembra, alertar de peligros y defender el territorio, pero no todos los hacen de la misma forma. Algunos emiten los sonidos tal como aprenden de sus pares y otros fonan gracias a la sofisticación de sus órganos vocales. Esto dispara la pregunta de por qué algunos pájaros aprenden a cantar y otros no.

“El canto de aves es un tema muy establecido desde la neurociencias porque hay un conjunto de especies -el cuarenta por ciento aproximadamente- que necesitan aprender para vocalizar, del mismo modo que los humanos. En este sentido, es un modelo animal que se investiga para conocer cómo hacemos los humanos para modular los sonidos”, explica Gabriel Mindlin del Departamento de Física y el Instituto de Física de Buenos Aires (UBA-CONICET). Es autor junto a otros investigadores de la publicación Evolución de la diversidad vocal por adaptación morfológica sin aprendizaje vocal o control neuronal complejo publicado recientemente en Current Biology.

En este estudio, los autores se focalizaron en seis especies de sub-oscinos: “Este trabajo es, específicamente, sobre este grupo que no aprende, aunque puede generar una gran diversidad de sonidos a partir de complejizar su sistema vocal. En vez de enviar al cerebro instrucciones complejas tienen un aparato vocal más sofisticado”, explica Mindlin. En la publicación los investigadores demostraron que este tipo de pájaros tiene el mayor número de fuentes sonoras del reino animal, mostraron funcionalmente que las tres interactúan, y explicaron qué relación existe entre anatomía y el sonido a través de modelos matemáticos.

Tal como puede leerse en el trabajo: “la evolución del comportamiento complejo de este tipo de pájaros está dada por la interacción de especializaciones morfológicas y el control de mecanismos neuromusculares; a menudo es difícil distinguir entre las respectivas contribuciones de cada uno. Se piensa que el aprendizaje vocal de las aves y las adaptaciones neuronales asociadas juegan un papel importante en la diversificación de los pájaros, mientras que la importancia de diversidad morfológica de los órganos vocales permanece aún inexplorada”.

Según Mindlin, “los pájaros que aprenden, fonan mediante a algo parecido a las cuerdas vocales entre las junturas entre los bronquios y la tráquea. Cuando pasa el aire, estos labios oscilan generando el sonido. Son cuatro mil de las diez mil especies de aves que son estas aves cantoras generan sonido de esa manera”.

Los investigadores pudieron mostrar que los tipos de pájaros llamados traqueófonos -a los que pertenecen las seis especies estudiadas en el trabajo- poseen tres fuentes sonoras: dos similares a los pares de labios de los oscinos y una membrana  traqueal. En conjunto representan la mayor cantidad de fuentes sonoras para un órgano vocal, aun los pájaros cuyas membranas traqueales fueron inhabilitadas experimentalmente son capaces de cantar. Estas fuentes sonoras contribuyen a diferentes rasgos de acústica como complejidad espectral, amplitud de modulación y mejora de la amplitud sonora. Por el contrario, estas mismas características surgen en los oscinos del control neuromuscular de los labios.

Mindlin explica que “los labios -equivalentes a cuerdas vocales- son los responsables de las vocalizaciones de alta frecuencia; y las membranas son como ventanas, modulaciones de baja frecuencia de aproximadamente 200 hertz. Las distintas especies utilizan estos sonidos de diferentes maneras, algunas repiten el mismo como un ruido, un chirrido; otras, como el hornero se presentan al producirse  algunos sonidos llamados de “protesta”, como cuando se los captura. En esos casos, las modulaciones dan rugosidad al sonido. Estas diferencias son importantes para entender la diversidad de las modulaciones, cuantas más frecuencias entran en la descomposición del  sonido, más se enriquece”.

“Somos un grupo interdisciplinar; se hizo trabajo de campo en la provincia de Buenos Aires, en Entre Ríos y Corrientes porque son especies con las que no se puede trabajar en el laboratorio. Desde la física desarrollamos modelos para comprender cómo la adaptación morfológica del órgano vocal traqueófono puede generar sonidos específicos y de características complejas”, aclara Mindlin. La investigación es fruto del trabajo interdisciplinario entre investigadores de distintos institutos y universidades: Sarah Garcia, Cecilia Kopuchian, Gabriel Mindlin, Matthew Fuxjager, Franz Goller y  Pablo Tubaro.

Garcia et al., Evolution of Vocal Diversity through Morphological Adaptation without Vocal Learning or Complex Neural Control, Current Biology (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.07.059