martes, 7 de enero de 2020

El canto de las ballenas


Texto: Mónica Alonso Ruiz
Este artículo se publicó en la Revista AcuSub

Tiempo atrás se pensaba que el océano era un lugar silencioso. Se tenía esta idea porque los humanos no somos capaces de oír bien bajo el agua, y porque los equipos de escucha subacuáticos no estaban bien desarrollados. Sin embargo, desde hace un tiempo se sabe que los océanos son lugares ruidosos, y actualmente lo son mucho más debido a la actividad humana. Actualmente se conoce también que los elevados niveles de ruido son perjudiciales para los animales terrestres, incluidos los humanos y por ello nos preocupamos cada vez más por la contaminación acústica.

¿Qué pasa bajo el agua? 
¿Los niveles acústicos son elevados? 
¿Cómo afecta  el ruido submarino a los organismos que viven en el océano y en especial a los cetáceos?

Sistemas de captación de ruido submarino
Fuente: Álava Ingenieros

Para responder a estas preguntas los científicos llevan estudiando muchos años a los cetáceos, porque son los animales más grandes, y los que emiten más sonidos. La comunicación sonora es muy efectiva en el agua porque el sonido se disipa rápidamente en el aire y sin embargo, en un medio líquido, al ser más denso, el sonido se propaga a mayor velocidad y así se atenúa menos. Por otro lado, en el agua la luz y los olores no se transmiten bien, por lo que no es fácil ver y oler. Por ello en ambientes oscuros los mamíferos marinos dependen casi exclusivamente de sus vocalizaciones para comunicarse.


La comunicación sonora subacuática de los cetáceos es muy compleja y variada. En ella los científicos distinguen distintos tipos: clicks, silbidos, gemidos, graznidos, trinos…Y las ballenas, son los que generan los grupos de sonidos más complejos del reino animal, las canciones o melodías.

Los cetáceos tienen un oído muy desarrollado, y son capaces de detectar con mucha precisión la dirección y frecuencia de los sonidos. Los cetáceos dentados, los odontocetos, como los delfines o el cachalote, aprovechan esta circunstancia para su sentido de ecolocalización. Emiten sonidos, y reciben su reflejo, siendo capaces de averiguar la distancia y forma de los objetos que les rodean. Este sistema funciona como si fuera un sonar y les permite ser excelentes cazadores, especialmente en aguas profundas, al ser capaces de “oír cuando no se puede ver mi oler”. La forma de melón de su cabeza les permite albergar órganos especializados para la amplificación del sonido que reciben, y que es diferente en cada especie.

Pero los sonidos que emiten los odontocetos suelen ser más sencillos que los de las ballenas o misticetos. Son chirridos o silbidos, más o menos complejos, que constituyen verdaderos “lenguajes animales”, pero no llegan a ser las complejas canciones de las ballenas.

Los misticetos, las ballenas barbadas, carecen de sistema de ecolocalización pero el sistema del olfato está algo más desarrollado que en los odontocetos, los cuales casi carecen de él. En general, para ellas, dado que se alimentan de presas menos esquivas o que se mueven poco, la ecolocalización no es tan necesaria.

Generación y recepción  del sonido

Los mamíferos terrestres emitimos sonidos cuando exhalamos aire mediante nuestras cuerdas vocales, las cuales al vibrar generan los diferentes sonidos. En los cetáceos, la emisión de los sonidos no está muy bien estudiada, pero sí se sabe que es el sentido que tienen más desarrollado y que el sistema de generación es diferente para odontocetos que para misticetos.

Los odontocetos se suelen comunicar con sonidos de frecuencia más alta, más agudos que llegan a distancias menores que los más graves de los misticetos.


 
Los sonidos que emiten los cetáceos ocupan un rango muy amplio, desde infrasonidos imposibles de captar por los humanos, hasta los ultrasonidos, de frecuencias muy altas, que tampoco son audibles por los humanos.
Fuente: Universidad de Granada

En los odontocetos el sonido se genera haciendo pasar el aire desde la cavidad nasal a través de los labios fónicos. El sonido allí generado se refleja en el hueso cóncavo del cráneo y el saco de aire de su base. El haz de sonido se modula en el melón de la zona frontal, que es un órgano graso que actúa como amplificador. Pueden generar series consecutivas de clicks o trenes de pulsos. Variando la frecuencia de los clicks del tren de pulsos generan los chillidos y gruñidos del delfín.

 
Sistema de generación de sonido en el delfín.
Fuente: Wikipedia. Autor: Petwoe

En las manadas de delfines se genera un conjunto aparentemente caótico de sonidos, que los científicos comparan con el de los niños cuando están jugando en grupo. Se desconoce mucho sobre este tipo de comunicación y se está muy lejos de comprender la complejidad del lenguaje de los delfines, que varía de unas especies a otras y entre los grupos o familias. La observación de determinadas secuencias de silbidos que se repiten ha dado pie a los científicos a pensar que posiblemente los delfines tengan un “nombre” que emiten el resto de individuos para llamar su atención.

Los odontocetos en su adaptación al medio marino perdieron sus pabellones auditivos y mantienen un sistema auditivo interno similar al de todos los mamíferos,  con la diferencia de que perciben el sonido a través del hueso de su mandíbula inferior, rellena de una sustancia oleosa, donde son transferidas al oído medio y de ahí al tímpano.


 
La ecolocalización y la recepción de sonidos en odontocetos.
Fuente: Jesús Vicente Poyato Jiménez

Las ballenas tienen un sistema diferente de generación de sonidos, no tienen labios fónicos. En cambio, tienen una laringe, que a diferencia de la nuestra, no tiene cuerdas vocales sino pliegues de tejido en forma de u. No necesitan espirar aire al exterior para generar sonidos. No se conoce muy bien su funcionamiento, pero se cree que el sonido se consigue al hacer pasar el aire que viene de los pulmones por los pliegues de la laringe, hacia unos sacos laríngeos que funcionan como la bolsa de una gaita, pero al revés (no se acumula aire para al salir generar el sonido, sino que se genera el sonido al entrar en la bolsa). El aire acumulado en la bolsa se vacía cuando el animal realiza una de sus espiraciones en superficie, y eso le permite generar sonidos durante mucho tiempo en sus largas inmersiones en apnea.

 
Diagrama esquemático del sistema más probable de generación del sonido en misticetos. Con la contracción de la garganta y el pecho se pasa el aire desde los pulmones a los sacos laríngeos pasando por los pliegues en u.
Fuente: Dr. Joy Reidenberg

En las ballenas barbadas es muy desconocido el mecanismo de recepción del sonido. Se recibe a través del conducto auditivo y de ahí pasa al tímpano. Este conducto auditivo, también sin pabellones auditivos, se aísla del exterior mediante tejido conectivo y un tapón de cera que lo protege. Este tapón de cera se va generando año a año, y según la especie se pueden acumular entre dos y cuatro capas cada año, lo que les sirve a los científicos para saber la edad del animal. Pueden llegar a tener más de 20 centímetros de largo y poseen un largo registro químico que permite también determinar los periodos de gestación, el estrés y sus cambios de dieta.


 

Imagen de un tapón de cera de ballena. Fuente: BBC y Stephen Trumble

La importancia de los sonidos en las ballenas

Muchos cetáceos dependen del sonido para comunicarse, para orientarse en el océano, y para detectar a sus depredadores o a sus presas. Los estudios sobre el sonido que emiten los cetáceos son complejos y esta habilidad está aún poco estudiada.  

Se utiliza la palabra “canto” para describir patrones de sonidos repetitivos, y por tanto predecibles, que emiten algunas especies de ballenas, con especial relevancia en la ballena jorobada (o yubarta) y las subespecies de ballena azul que se encuentran en el Ártico, con una cierta semejanza con el canto de los humanos.


 
Ballena azul. El animal más grande del planeta

 
La ballena jorobada es un tipo de rorcual con unas aletas pectorales muy largas


Se trata de cantos muy complejos, que interpreten los machos exclusivamente durante los periodos de celo, por lo que se cree que tiene un fin sexual, aunque aún se desconoce si es para atraer a las hembras o para definir el territorio frente a otros machos.

Yubarta cantando. Video: Eduardo Dengra

La estructura de este canto ha sido analizada por los cetólogos. Existen unas unidades básicas llamadas informalmente “notas”, que son emisiones individuales de pocos segundos. Estas “notas” pueden subir o bajar de frecuencia, cambiar de más grave a agudo o al revés, o bien cambiar de volumen. Un conjunto de cuatro o seis “notas” se conoce como una subfrase y puede durar aproximadamente unos diez segundos. Dos subfrases forman una frase, que es repetida una y otra vez por el animal durante un periodo de dos a cuatro minutos, formando lo que se denomina “tema”. Una canción es una colección de “temas” y puede durar unos veinte minutos. La ballena repite la canción una y otra vez durante horas o incluso días. El canto de la ballena también puede evolucionar a lo largo del tiempo y se sabe que ejemplares que viven en la misma zona cantan de forma similar.


 
La estructura de los cantos de las ballenas es compleja y se ha tratado de sistematizar por los científicos.
Fuente: Mike Deal

Se ha llegado a expresar de forma gráfica el canto complejo de estos animales, de una manera similar a la que se utiliza para escribir música. (Ver vídeo)


 
Expresión gráfica del canto de las ballenas
Fuente: Mike Deal y David Rosemberg

Las ballenas también pueden emitir sonidos diferentes a los cantos, como es el caso de los sonidos individuales, que no forman parte de una canción, y además otro tipo de sonidos, que los científicos llaman “de alimentación”. Estos últimos los utilizan cuando se reúnen en grupos que nadan bajo los cardúmenes de peces, muchas veces generando también una cortina de burbujas que confina al banco. Se han hecho experimentos de estos sonidos de alimentación con arenques, los cuales responden al mismo agrupándose, incluso cuando no hay una ballena cerca.

Como curiosidades relacionadas con los sonidos generados por las ballenas, podemos citar que la ballena azul, además de ser el animal más grande del planeta, es el que genera un sonido más potente.

En 2009 los científicos descubrieron que los cantos de las ballenas azules habían bajado de frecuencia, siendo más graves que los cantos que se obtenían en los inicios de sus estudios, en 1960. Creen que esto se debe al incremento del ruido marino, que perturba su comunicación y por ello los animales modifican la frecuencia a una menor, que se transmite mucho mejor.

Las ballenas minke pueden producir una gran variedad de sonidos de todo tipo, tales como golpeos, trenes de pulsos, sonidos tipo “boing” y sonidos similares a los de las espadas láser de Star Wars.


La ballena minke es un tipo de rorcual con un característico color blanco en sus aletas

La ballena minke. Vídeo: Eduardo Dengra

Las orcas, que son odontocetos, y no ballenas, tienen una serie de llamadas de larga duración, de diferente estructura a la de las canciones de las ballenas. Sin embargo también siguen una serie de patrones y se manifiestan en dos rangos de frecuencias, unas que se recogen a corta distancia (alta frecuencia y que llegan de 5 a 9 km)) y que se cree que son de tipo social, y otras que llegan a mayor distancia (baja frecuencia y que llegan de 10 a 16 km), que se cree se utilizan para la búsqueda de alimento y durante la depredación.

Las orcas son los delfines más grandes

Es muy interesante la complejidad de los sonidos que emiten las belugas, que tampoco son ballenas, lo que les ha permitido llamarse los “canarios del mar”, debido a su gran variedad de silbidos, clicks y pulsos y pareciera incluso que pueden imitar el habla humana.


Las belugas son odontocetos, a pesar de que se las llama ballenas.

El estudio de la comunicación a larga distancia de las ballenas

Uno de los investigadores más reputados de la comunicación de las ballenas es Cristopher Clark, de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos. Para la recepción de los sonidos utiliza hidrófonos, unos aparatos que “escuchan” los sonidos bajo el agua, y que inicialmente se utilizaron para localizar a los submarinos, y lleva recogiendo sonidos de ballenas azules, rorcuales comunes, yubartas o rorcuales aliblancos durante décadas.

Tiene un laboratorio bioacústico capaz de identificar y localizar diferentes individuos por los sonidos que emiten. De esta manera elabora mapas acústicos de las ballenas. Explica que “el rango es gigantesco, tienen voces que son capaces de oírse al otro lado del océano”. Y ello es porque sus sonidos son de baja frecuencia, muy graves, que son capaces de viajar grandes distancias en el océano.

Espectrogramas de los distintos cantos de ballenas.
Fuente: Cornell University

Aun no tiene claro si ballenas situadas a miles de kilómetros son capaces de comunicarse entre sí, y si así fuera qué tipo de información se transmiten. Pero sus estudios le han permitido elaborar la teoría de que antes de que hubiera contaminación acústica en los océanos, los sonidos eran capaces de viajar de manera clara grandísimas distancias. Clark nos dice que: “es un sonido muy bien diseñado para largas distancias, muy fuerte y muy grave”.

Ha creado un mapa digital del sonido tal y como se propaga en el océano y “llega a todos los rincones del mismo”. Clark expresa muy bien para qué les sirve el sonido a las ballenas: “la percepción y conciencia del animal, es decir, la imagen mental de lo recibido, a diferencia de la de los humanos, que fundamentalmente se basa en la imagen visual que nos hacemos del individuo, se basa en el sonido y no en la luz”.

Ruido submarino y contaminación acústica

Los científicos que estudian la comunicación de las ballenas están preocupados por la contaminación acústica, la cual afecta de manera similar a como lo hace la niebla al sentido de la vista en los humanos. El ruido que generan los buques se duplica de década en década, lo que supone que “el radio acústico de cada animal se reduce a la mitad”. En 20 años Clark dice que “el alcance acústico de una ballena, que fuera de 1600 km se ha podido reducir a 400 km, lo que presumiblemente limita su rango de navegación o de encontrar comida o pareja”. Se cree que los ruidos de baja frecuencia pueden afectarles de muchas maneras, desde cambios de conducta o patrones migratorios, a daño psicológico o pérdida de audición.

Antes de comentar cómo afecta a los cetáceos el ruido marino hay que tener en cuenta las siguientes características del sonido en el océano:

  • El sonido es una onda de compresión que provoca que las partículas del medio en el que se desplaza vibren
  • El sonido viaja mucho más lejos y más rápido en el agua porque el agua es más densa y sus partículas están más juntas. 
  • En el océano la visión de los seres que viven allí se limita a decenas de metros, y el sentido del tacto es mucho más limitado en alcance. El olfato y el gusto dependen de las condiciones locales, como las corrientes. es por ello que muchos animales marinos, incluso los invertebrados usen el sonido como principal medio de comunicación.
  • El sonido en el agua tiene dos componentes: la componente de presión, que se desplaza en todas direcciones y la componente de desplazamiento de partículas, que tiene una dirección. Los mamíferos captan fundamentalmente la componente de presión, pero los peces y los invertebrados captan la componente de desplazamiento de partículas.
  • Los océanos no son tan silenciosos como se pensaba. Tienen fuentes de sonidos naturales. El sonido no se desplaza por la superficie aire-agua, por lo que desde fuera da la sensación de no haber sonido.
  • El ruido es un sonido no deseado, desagradable y/o disruptivo. Los animales marinos no han tenido tiempo de adaptarse a los nuevos sonidos que generamos, que para ellos son un ruido insoportable.
Volviendo a los cetáceos y al ruido, Clark hace una distinción entre el ruido de los buques, que es un ruido crónico, y las ráfagas agudas de sonido proveniente de los sonares militares o las prospecciones petrolíferas. Estas últimas son tan fuertes, que les perturban gravemente y les llevan a conductas descontroladas como son los varamientos o problemas de descompresión por subidas y bajadas descontroladas en la columna de agua.

Frecuencias generadas por los mamíferos marinos y por los barcos. Fuente: B. Southall, NMFS/NOAA

Sin embargo llama la atención saber que el medioambiente natural del océano, en el cual los cetáceos han vivido y evolucionado, no es tan silencioso como creemos. Desde siempre se han producido eventos excepcionales de ruido extremo, como durante los terremotos o los rayos durante las tormentas. A lo largo de sus vidas estos animales han estado expuestos a estos niveles altos de ruido, por lo que se cree que hayan podido evolucionar para adaptarse a ruidos fuertes ocasionales. De hecho, los sistemas de vigilancia submarina de la Marina Americana (IUSS), han grabado ejemplos de ballenas que no han interrumpido sus cantos cuando se han producido terremotos. Sin embargo, esta posible tolerancia quizá no sea suficiente para adaptarse a los ruidos procedentes de la actividad humana actual, tan extremos, estridentes y concentrados.

Las organizaciones ambientalistas están preocupadas y cabe destacar la iniciativa que lleva a cabo desde 2002 la organización OceanCare, llamada Silent Oceans Campaign (Campaña Océanos Silenciosos), tratando de conseguir una regulación internacional para reducir y prevenir el ruido, estableciendo en 2003 la Ocean Noise Coalition (Coalición contra el Ruido del Océano). Sus labores se centran en pedir a la OTAN mejorar el diseño de sus maniobras militares y establecer una moratoria en el uso del sonar de alta intensidad en la UE.


La imagen de la campaña de OceanCare llamada Silent Oceans
Fuente: OceanCare

Asimismo existe una iniciativa pionera en el Mediterráneo, llamada Quietmed, por la cual se busca mejorar la coordinación entre los Estados Miembros de la UE, en cuanto a mejora el nivel de coherencia y comparabilidad de los programas de medición de ruido subacuático. Para ello se van a elaborar registros de ruido que se reflejarán en mapas de ruido subacuático, lo que permitirá tomar medidas. Sin embargo, este proyecto está aún en pañales y pasarán años antes de conseguir resultados. 

OceanCare denuncia en su último informe la falta de interés de los miembros de la UE para luchar contra la contaminación acústica y propone una serie de medidas a tomar inmediatamente:
  •         Incentivo a programas para el desarrollo de barcos más silenciosos
  •          Reducción de las velocidades de los buques
  •          Identificación de buques más ruidosos
  •          Mejorar el mantenimiento de la naves
  •          Establecer rutas alternativas
  •          Optimización de hélices, etc

Esperemos que se les haga caso y no sea demasiado tarde. Es impresionante saber que una habilidad tan  excepcional está siendo tan perjudicada por la actividad humana, aún sin ser del todo conscientes del impacto real que estamos ocasionando.

Artículo muy interesante sobre el ruido marino:
https://meam.openchannels.org/news/skimmer-marine-ecosystems-and-management/its-not-just-about-marine-mammals-anymore-how-ocean?fbclid=IwAR0CXfgq_aLhUFhPziAdB--FGO9aoY8v6HXQULgfYV4o3OYq1lwbODjGsWo


REFERENCIAS