Las aves tienen una sorprendente capacidad para dirigirse con precisión hacia un destino específico. Han desarrollado un sistema de navegación altamente eficiente, esencial para realizar vuelos largos y complejos.
El ornitólogo Finn Salomonsen llevó a cabo una serie de experimentales con dos especies de golondrinas de mar: el charrán sombrío y la tiñosa común (o gaviotín de san Félix). En un estudio realizado con aves separadas de sus nidos en las Islas Tortugas del Golfo de México, los investigadores transportaron a varios de estos individuos a distancias que variaban entre 832 y 1368 kilómetros. La mayoría de las aves pudieron regresar al lugar de partida desde zonas situadas en mar abierto, demostrando una notable capacidad de orientación.
Uno de los experimentos más sorprendentes fue realizado con una pardela pinocheta que fue trasladada desde su nido en la isla galesa de Skokholm hasta Boston, Estados Unidos. Para asombro de los investigadores, en un tiempo de 12 días, 12 horas y 31 minutos, la ave regresó al lugar donde había partido.
Incluso cuando las aves eran sometidas a experimentos de desorientación, como ser anestesiadas o giradas continuamente para marearlas, la mayoría lograba regresar a su punto de origen. Este fenómeno sugiere que las aves poseen un sistema de navegación increíblemente preciso, capaz de superar diversos obstáculos, incluso la confusión temporal o los efectos de desorientación.
El Sorprendente Sistema de Navegación de las Aves 🦅
La mayoría de los animales, al desplazarse, utilizan la visión y el oído como herramientas principales para orientarse y determinar el camino hacia su destino. La vista, en particular, les permite identificar marcas y señales cuyo orden relativo conocen perfectamente para alcanzar su objetivo. Estas señales pueden ser grandes estructuras naturales, como cordilleras o ríos. Montañas como los Apalaches, las Montañas Rocosas o la Sierra Madre sirven como guías para muchas especies durante sus largas migraciones. Los ríos y las líneas costeras también son referencias esenciales. A medida que el animal se acerca a su destino, un lugar que ya ha memorizado, podrá identificar una serie de marcas familiares que le permitirán la aproximación final.
Sin embargo, el reconocimiento visual de marcas, la navegación inercial o el olfato por sí solos no son suficientes para que los pájaros emprendan viajes de miles de kilómetros. Estos viajes se realizan en condiciones variables, como días despejados o nublados, noches claras o brumosas, y sobre océanos o continentes. Además, los vientos pueden soplar en direcciones impredecibles.
¿Cómo lo logran entonces?
Se ha demostrado que, además de la navegación visual y la inercial, las aves cuentan con brújulas magnéticas internas. Estas brújulas les proporcionan información crucial sobre el rumbo que deben seguir y el hemisferio en el que se encuentran. Las retinas de las aves captan luz polarizada, lo que les ayuda a ajustar sus brújulas y orientarse con precisión. También tienen un conocimiento asombroso de las estrellas y pueden determinar la dirección marcada por el sol en el horizonte.
Las aves pueden utilizar todas estas habilidades, o algunas combinadas, ajustando sus prioridades dependiendo de las circunstancias y procesando la información de manera eficiente para completar sus travesías con éxito.
La Orientación a Través del Magnetismo en las Aves 🦅
Los experimentos de David Dickman y Le-Qing Wu del Baylor College de Houston (Tejas) con palomas bravías han demostrado un fascinante fenómeno: cuando estas aves son expuestas a cambios en el campo magnético generado artificialmente, se activa una zona específica de su cerebro. Este descubrimiento confirma la existencia de un procesador de señales magnéticas en las palomas. Además, las señales alcanzan su máxima amplitud cuando el campo magnético está alineado con la orientación del campo magnético terrestre.
Pero, ¿dónde están los sensores que transmiten esta información al cerebro?
La respuesta podría no ser única para todas las especies. Se ha sugerido que estos sensores podrían encontrarse en el pico, el oído o la retina de las aves. Durante algún tiempo, se pensó que las palomas poseían células muy ricas en hierro con propiedades magnéticas en el pico. Sin embargo, investigaciones más recientes apuntan a que las células magnéticas podrían residir en la retina.
En algunas aves, existe una proteína fotosensible llamada criptocromo. Esta proteína contiene pares de electrones entrelazados, en los que uno gira en un sentido y el otro en el opuesto. Cuando el criptocromo recibe luz verde o azul, uno de los electrones puede absorber energía del fotón, lo que provoca que abandone la molécula. Este proceso genera radicales libres con espines opuestos, que son sensibles a los campos magnéticos. Dependiendo de la orientación del campo magnético terrestre, el proceso se acelera, liberando energía que viaja por el nervio óptico hasta el cerebro. En este sentido, el pájaro «vería» una sombra o mancha superpuesta al paisaje, lo que le indicaría el rumbo de su vuelo.
Es posible que existan otros sensores, distintos al criptocromo, que doten a las aves de un verdadero sexto sentido: el magnético. Estos sensores podrían ser células que contienen magnetita, ubicadas en el pico o el oído, y que proporcionarían aún más precisión en su navegación.
El Clúster N: El Cerebro Magnético de las Aves 🧠🦅
Un estudio publicado en Nature revela que las aves no solo se orientan a través del campo magnético, sino que también tienen la capacidad de «ver» y ajustar su dirección. El equipo de trabajo Neurosensorik, dirigido por el científico alemán Henrik Mouritsen, ha demostrado que las aves poseen una brújula magnética ubicada en una región específica de su cerebro, conocida como el Clúster N, dentro de los centros visuales. Este descubrimiento sugiere que la visión es esencial para la capacidad de navegación magnética de las aves.
El Clúster N y su Función
En 2004, el equipo de Mouritsen y el catedrático de la Universidad de Duke, Erich Jarvis, creían haber identificado la región cerebral responsable de la orientación magnética. Recientemente, esta hipótesis ha sido confirmada, ya que los estudios demuestran que si el Clúster N se desactiva, las aves pierden su capacidad para utilizar su brújula magnética para orientarse.
Sin embargo, no todo está perdido para las aves. A pesar de la pérdida de su capacidad magnética, su habilidad para orientarse utilizando el Sol y las estrellas sigue intacta. Además, el Clúster N también está involucrado en el procesamiento de la información sobre el campo magnético, como han demostrado los experimentos empíricos realizados por los científicos.
La Orientación de las Aves a través de las Estrellas 🌟🦜
El etólogo Stephen Emlen realizó una serie de experimentos con azulejos índigos que demostraron que estos pájaros utilizan las estrellas para orientarse durante sus vuelos migratorios. Los pájaros crecieron en una jaula en forma de tronco cónico invertido, y en el círculo superior se proyectaba la imagen de las estrellas del hemisferio norte, girando alrededor de la Estrella Polar durante la noche.
Cuando llegaba el momento de la migración, los pájaros se mostraban muy activos y trataban de volar en una dirección específica, que se podía observar por el lugar de la jaula que marcaban durante sus intentos fallidos de iniciar el vuelo. Emlen demostró que, para elegir el rumbo, los pájaros se guiaban principalmente por la Estrella Polar, que reconocían por su posición estática en el cielo, mientras las demás estrellas giraban a su alrededor. Si Emlen modificaba el planetario para hacer que las estrellas giraran alrededor de Betelgeuse en lugar de la Polar, los pájaros adultos tomaban a Betelgeuse como referencia para determinar su rumbo migratorio, sin necesidad de verla directamente. Simplemente observaban la posición relativa de las otras estrellas y constelaciones.
Este estudio demostró que la capacidad de orientarse usando las estrellas se aprende a lo largo del tiempo, ya que los pájaros jóvenes necesitan aprender a reconocer la Estrella Polar como un punto de referencia en el cielo. Así, algunos pájaros, como los azulejos índigos, migran de noche y se orientan principalmente mediante las estrellas.
La Brújula Magnética y el Pico de las Aves 🧭🔍
Los investigadores también probaron otras posibles formas de percepción del campo magnético, pero Henrik Mouritsen confirmó que los cristales de mineral de hierro presentes en la parte superior del pico de las aves no juegan un papel relevante en su brújula magnética. A pesar de que el nervio trigémino, que conecta estos cristales con el cerebro, estuviera inactivo, las aves no perdieron su capacidad para orientarse utilizando su brújula magnética.
La Orientación de las Aves a Través del Sol 🌞🦅
Las aves también aprovechan la posición del sol para orientarse durante sus migraciones. En 1950, Kramer fue el primero en demostrar que ciertos pájaros, como los estorninos europeos, utilizan la luz solar proyectada en el horizonte para determinar la dirección de su vuelo. En su experimento, utilizó espejos para alterar la posición de la marca solar, y observó que los estorninos cambiaban el rumbo en consecuencia.
Si el sol artificial se adelantaba o retrasaba 6 horas respecto al horario real, los estorninos cometían un error de 90 grados en su rumbo, lo que confirmaba que se guiaban por la posición del sol. Para que esto sea posible, las aves necesitan contar con un reloj interno que les permita ajustar su orientación en función de la hora del día. Esto es porque, dependiendo de la hora, el sol señala diferentes direcciones: al mediodía marca el sur, al amanecer se acerca al este y al atardecer se posiciona hacia el oeste.
Para poder utilizar la posición del sol de manera efectiva y deducir la dirección en cualquier momento, las aves deben conocer la hora exacta. Todos los animales poseen un reloj interno, que sigue un ciclo circadiano de aproximadamente 24 horas. Este reloj se ajusta a las variaciones de luminosidad y temperatura del entorno. Aunque este ciclo tiene un curso libre en ausencia de estímulos externos, se adapta con el tiempo a los cambios en el entorno, ajustándose en función de la luz y el calor que percibe.
Cuando se producen cambios bruscos, como desplazamientos significativos entre zonas horarias o experimentos que alteran este ciclo, el reloj circadiano se ajusta a la nueva fase ambiental. Sin embargo, este proceso no es inmediato, ya que tarda cierto tiempo en adaptarse y no puede adelantar o atrasar más de 60 a 90 minutos por día.
