Texto: Mónica Alonso Ruiz
Este artículo se publicó en la Revista Acusub, en el número XX
Los tiburones siempre llaman la
atención de todos nosotros. Quizá tengamos cierta macabra fascinación con estos
animales, por causa de su imponente presencia y su característica como
depredadores del océano.
Debido a la extraña forma de su
cabeza los tiburones martillo aún provocan más interés que el resto. ¿Por qué
evolucionaron de esa manera? ¿Qué tiene de especial esta extraña forma de su
cabeza? En este primer artículo sobre ellos trataremos de explicarlo. Como
veremos, son “tiburones diferentes”, pero no tanto si consideramos su
evolución.
Tiburones raros
Muchos de nosotros vimos la
película “Tiburón”, de Steven Spielberg, en el cine o en la tele, cuando éramos
pequeños. Casi todos estábamos aterrorizados. Veíamos tiburones por todos los
lados: bajo la mesa, la cama, en los sitios oscuros...tanto que algunas
personas han quedado traumatizadas y aún declinan meterse en el océano por
miedo a los tiburones. Desde pequeños nos han transmitido la idea de que eran seres
terroríficos. Por eso algunos de nosotros, cuando hemos tenido la oportunidad
de enfrentarnos a nuestro miedo a ellos, nos hemos dado cuenta de que lo mejor
para vencerlo es conocerlos, y que lo más adecuado para el buceador es saber lo
máximo de estos animales.
Algunos incluso hemos tenido la
oportunidad de sumergirnos y de pasar algo de tiempo con ellos, y nos hemos
dado cuenta de que son depredadores perfectos (no lo digo yo, lo dicen todos
los científicos que estudian los tiburones). De hecho, llevan en nuestros
océanos más de 400 millones de años, y han sido unos supervivientes natos, ya
que han conseguido llegar a nuestros días a través de unas adaptaciones al
ecosistema asombrosas. Algunas especies de animales no tuvieron tanto éxito
evolutivo, como es el caso de los dinosaurios, que no consiguieron sobrevivir,
y se extinguieron masivamente hace 200 millones de años.
La historia vital de los
tiburones es la de su supervivencia y adaptación a la mayor parte de los
hábitats marinos del planeta, haciendo de la variedad de sus especies una de
sus grandes características. Encontramos tiburones en los arrecifes de coral y
también en las aguas fangosas del Amazonas; existen tiburones de las
profundidades, perfectamente adaptados a las condiciones de presión y sin luz;
y tiburones de superficie, pelágicos, bentónicos o asociados al
fondo…Actualmente hay contabilizadas más de 500 especies de tiburones
diferentes, con distintas formas y colores, con dietas y sistemas sensoriales
de lo más dispar, con diferentes adaptaciones al medio. Por eso cuando hablamos
de tiburones raros en realidad hablamos de la magnífica y variada disparidad de
formas de evolución que presentan.
El pez más grande del océano
es el tiburón ballena (Rhincodon typus). A su vez, es también el tiburón
más grande, con aproximadamente 12 metros de longitud máxima, y uno de los más
inofensivos, con el que puedes nadar tan solo teniendo cuidado de que con su
tremendo tamaño no te golpee o te arrastre. En esta especie sus ejemplares son
filtradores y se alimentan abriendo su enorme boca y recogiendo el plancton del
agua. Es un ejemplo del animal más grande, que se alimenta de los animales más
pequeños, el plancton.
Tiburón ballena junto a nadador. Fuente: Cacunadventure.net
Uno de
los tiburones más pequeños es el tiburón linterna, el también llamado
“velvet belly” (vientre de terciopelo) o negrito (Etmopterus spinax),
que puede alcanzar excepcionalmente los 50 centímetros. Puede generar luz en la
oscuridad de las aguas profundas, debido al control hormonal de prolactina y
melatonina en sus fotóforos, fenómeno que se denomina bioluminiscencia. Esta es
una estrategia de llamada de atención en un entorno sin luz, donde se camufla
debido al color oscuro de su piel.
Tiburón linterna, negrito o “velvet belly”. Fuente: Irvin Kilde (Wikipedia)
El tiburón
más rápido del océano es el marrajo (Isurus oxyrhinchus), que puede
nadar casi a 80 km/h en persecución del señuelo de un barco. Posee una
sorprendente adaptación con la que consigue calentar mucho sus ojos, por lo que
el sentido de la vista les permite seguir cualquier presa móvil al resolver las
escenas visuales a toda velocidad.
Marrajo de aleta corta Isurus Oxirhynchus, en el Cantábrico. Fuente: Mako Pako
Si
observamos al tiburón zorro, podemos apreciar lo grandes que son sus
ojos, especialmente la especie que los tiene más grandes, el zorro ojón (Alopias
supercillosus). Sin embargo, lo más llamativo en las tres especies que
podemos encontrarnos es su cola heterocerca (asimétrica), ya que uno de sus dos
lóbulos es mucho más largo que el otro, y se ha sabido que lo usa como arma
(látigo) para golpear y aturdir a sus presas, los peces. Es decir, que es una
adaptación de su cola para utilizarla como herramienta de caza y maximizar el
éxito de su estrategia.
Tiburón zorro ojón (Alopias supercillosus). Es una de las tres especies de tiburones zorro que existen. Fuente: wikiwand.com
El tiburón zorro tiene la cola heterocerca con su lóbulo superior más largo, que utiliza para aturdir a sus presas. Fuente: Cram
Uno de los
tiburones más raros, sin duda, es el tiburón duende (Mitsukurina
owstoni), que tiene una enorme “nariz” llamada “rostrum” (que también la
tienen y la llaman así los tiburones sierra, aunque sea muy diferente), la cual
es puntiaguda y poco agraciada. Pero llama la atención, además de su forma, el
que cuando captura a sus presas lo hace a gran velocidad, desencajando su
mandíbula, lanzándola hacia adelante y atacando con sus puntiagudos dientes. Es
un tiburón de profundidad que se ha adaptado a “sacar su boca” y capturar sus
escasas presas en un santiamén.
El tiburón duende. Fuente: Animedia.net
Como vemos, hay muchas diferentes morfologías de tiburones,
y posiblemente dedicaremos un artículo a ello en el futuro. Los martillos
indudablemente también entran en este apartado, pero, como hemos visto en todos
los casos anteriores, la evolución adaptativa es la causante de esta forma tan
rara.
Evolución de los
condrictios y de los tiburones martillo
La clase condrictios,
formada por los peces de esqueleto cartilaginoso, tiburones, rayas y quimeras,
aparecieron en el planeta aproximadamente hace 400/450 millones de años. Desde
el punto de vista evolutivo estos peces siguieron un camino diferente al de los
teleósteos, que es como se llama al resto de peces óseos. Algunos teleósteos
incluso salieron del océano y de ellos derivan todas las criaturas terrestres
actuales.
Se ha establecido que hace unos
100 millones de años aparecieron los elasmobranquios modernos, los tiburones y
rayas que tenemos actualmente.
En algún momento, aproximadamente
hace entre 34 y 24 millones de años, la familia de los tiburones martillo, los Sphyrnidae,
surgió de entre los elasmobranquios como una anomalía evolutiva singular. Su
condrocráneo (cráneo de cartílago) se alargó lateralmente desarrollando dos
apéndices llamados “cefalofoils” y se aplanó verticalmente. Esta
evolución probablemente tuvo lugar para mejorar la percepción sensorial, pero
esta es solo una de las teorías que existen para explicar su curiosa configuración
de la cabeza.
La palabra cefalofoil deriva de
“cefalo” o cerebro, y “foil”, que es un término utilizado para algo muy
estrecho y largo en inglés. La forma de las cabezas de los martillos es
impresionante y posiblemente una de las primeras preguntas que nos hacemos es
si es una ventaja o una desventaja tenerla. Trataremos de resolver esta
cuestión a lo largo de este artículo.
Lo primero que observamos cuando
analizamos las especies existentes, es que se pueden observar tiburones
martillo con una extremada evolución de los cefalofoils, los tiburones
“winghead” o cornudas planeadoras o cabeza de ala (Eusphyra blochii),
que se pueden encontrar en unas zonas muy concretas, del Indopacífico, desde
Indonesia hasta Australia, con una distribución muy limitada si se compara con
el resto de tiburones martillo, y de tamaño muy pequeño (máximo 2 metros),
comparado con el mayor de representante de este grupo (entre 3,7 y 4 metros).
Existe otro tipo de tiburón
martillo, el tiburón cabeza de pala o bonete, el “bonnethead” (Sphyrna
tiburo), que es muy pequeño también (unos 150 centímetros máximo) y tiene
su cabeza en forma casi semicircular, porque sus cefalofoils son poco
desarrollados. Habita en zonas muy concretas del litoral americano.
Variabilidad de la
cabeza de los tiburones martillo. En la imagen aparecen 8 especies. Modificado
de Compagno et al.
A la vista de lo anterior,
podemos pensar que la forma de la cabeza es tan variable porque esta adaptación
se ha desarrollado de forma muy diferente en cada zona geográfica, en función
de las condiciones locales del entorno.
Tiburón de cabeza de ala
o cornuda planeadora o winghead. Fuente: Wikipedia
Tiburón cabeza de ala o cornuda planeadora o winghead. Fuente: Captura de video de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Tiburón de cabeza de pala o
bonete. Fuente: Wikipedia
El genetista Andrew Martin
utilizó la secuenciación del ADN para explorar los orígenes y el patrón de
evolución del cephalofoil en ocho especies de tiburón martillo (las ocho que se
conocían en 2010: ver el artículo siguiente para saber que han aparecido más
espacies recientemente). Sus resultados apoyaron la idea tan frecuente de
pensar que los martillos son un grupo monofilético (que tienen un ancestro
común) y que derivaron de los carcarínidos. Los resultados muestran que los
“winghead” fueron los primeros en diverger de los carcarínidos y que los
“bonnethead” son los más modernos.
Aparición súbita de los martillos hace 20 millones de años, y luego especialización. En la imagen aparecen 7 especies de tiburones martillo estudiadas genéticamente en 2010. Fuente: Elasmo-research.org Autor: Andrew Martin
Morfología de la
cabeza
Observemos una radiografía del
cráneo de uno de los tiburones martillo más conocidos, el tiburón martillo
común o “scallopped” (Sphyrna lewini). El cráneo de cartílago se ha
expandido hacia los lados, haciendo que sus estructuras sensoriales se hayan
modificado: trasladando sus ojos a los extremos del cefalofoil, la boca se ha
desplazado a la parte ventral y las células olfativas se han dispuesto en el
extremo, del mismo modo que lo han hecho los ojos. Veremos también qué otros
cambios han sufrido otros sistemas sensoriales.
Radiografía del tiburón martillo Sphyrna lewini. Fuente: Captura de video de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
El cráneo de un tiburón martillo. Fuente: nanoteo.com Lisardo Pardo
Se han propuesto varias razones que expliquen la evolución de
la morfología de esta cabeza tan inusual de los tiburones martillo, pero pocas
se han probado empíricamente, aunque poco a poco se van haciendo algunos
estudios.
El hidrodinamismo es una de las teorías que explican
esta forma tan rara de la cabeza. Para analizarlo podemos observar los aviones
llamados “canard”, que tienen dos pares de alas, unas situadas en la parte
delantera, como el tiburón martillo. Son aviones diseñados para las velocidades
altas, porque cortan el aire de una manera muy efectiva, su elevación
aerodinámica es muy efectiva y son muy maniobrables.
Efectivamente, el cefalofoil de los tiburones martillo podría
permitir tener un par de aletas pectorales adicionales, aumentando su
sustentación hidrodinámica y permitiendo que el animal corte el agua de manera
muy fácil, por su forma aplanada delantera. La maniobrabilidad también es muy
importante en este tipo de tiburones, porque muchos de ellos se alimentan de
rayas, que se mueven muy rápidamente de un lado a otro cambiando de dirección.
Aviones tipo canard. Fuente: Huffpost.com. Diseñados para altas velocidades
Recientes estudios han demostrado que el incremento de la
fuerza ascensional de este par de alas adicionales no parece probado. Se
hicieron moldes de yeso y silicona de cabezas de tiburón de ocho especies de
tiburones martillo para escanearlos digitalmente. Luego se realizaron modelos
de mecánica de fluidos sobre los escáneres anteriores para estudiar cómo el
agua fluye alrededor de la cabeza.
En los resultados de los modelos descubrieron que el
cefalofoil parece permitir una mayor maniobrabilidad, lo que no fue
sorprendente, pero en realidad no parece proporcionar fuerza ascensional
alguna.
Los diagramas de presión siguientes muestran el resultado
negativo de la mayor fuerza ascensional. Si el cefalofoil estuviera
proporcionando esa fuerza, la parte inferior de la cabeza se mostraría en rojo
(alta presión) y la parte superior sería totalmente verde y azul (baja
presión), sin embargo, el rojo fuerte se produce sólo delante, donde las
condiciones de fricción con el fluido son elevadas, y no debajo de la cabeza,
donde se esperaba que se encontrara.
Fuente: Matthew Gaylord and Glenn Parsons, de sus informes científicos 10:14495, extraídos de Save The Sharks
Fuente: Matthew Gaylord and Glenn Parsons, de sus informes científicos 10:14495, extraídos de Save The Sharks
El cefalofoil, además, también puede tener función de
“herramienta” para manipular su presa. De hecho, se ha visto a algunas
especies de tiburones martillo sujetando a las rayas con sus apéndices
craneales para comérselas.
Esto último, además de la maniobrabilidad y el hidrodinamismo
podrían pensarse que son todas ventajas de esta extraña cabeza, pero en
realidad esta función de usarla para sujetar las presas solo se ha observado en
determinadas especies. Sin embargo, la gran ventaja de la forma de la cabeza se cree que es el incremento de su
función sensorial.
El tener las narinas separadas se ha observado que tiene un
gran efecto en cómo reciben los impulsos olfatorios. Se cree que son más
capaces de resolver y seguir olores espacialmente distribuidos, al estar más
separadas. También se cree que también mejoran su capacidad visual, en
comparación con la de los tiburones “normales”, los carcarínidos.
Además, tener mucha superficie en el morro habilitada para
poder albergar las Ampollas de Lorenzini, permite mejorar mucho la habilidad
sensorial eléctrica: cada ser viviente emite un campo magnético muy débil y los
tiburones han evolucionado para detectarlos en el agua. Las Ampollas de
Lorenzini se manifiestan como una serie de puntitos en el morro del animal, y
en realidad son pequeños canales de gelatina que le permiten detectar esos
impulsos eléctricos o electomagnéticos.
El sistema de electrorrecepción de los tiburones tiene más espacio en los martillos. Captura de video de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Potenciar esa capacidad de detección aumentando mucho la
superficie donde se disponen estos sensores les permite, por ejemplo, detectar
mejor a los animales enterrados en la arena, como las rayas, y se convierten en
unos verdaderos expertos depredadores de seres vivos enterrados.
La conclusión es que los tiburones
martillo utilizan todos sus sistemas sensoriales para sacar la mayor ventaja de
ellos, actuando de manera que los combinan todos de una manera muy evolucionada
y avanzada.
Visión de los
tiburones martillo. Campos visuales mejorados en tiburones martillo
La científica Mikki McComb estaba
muy intrigada sobre el campo visual de los martillos y en saber si en realidad
la forma de su cabeza suponía una mejora frente a los carcarínidos, su ancestro
común, y por ello realizó numerosos estudios en los que probó la hipótesis del
"campo binocular mejorado". En ellos realizó la comparación de los
campos visuales de tres especies de tiburones martillo (el tiburón cabeza de
pala o bonete (bonnethead), Sphyrna
tiburo, el tiburón martillo común o festoneado, (scalloped), Sphyrna lewini, y la cornuda planeadora
o cabeza de ala (winghead), Eusphyra
blochii), con el de dos especies de carcarínidos (el tiburón limón, Negaprion brevirostris, y el tiburón de
morro negro, Carcharhinus acronotus).
La doctora Mc Comb con uno de sus tiburones, en los que realizaron los experimentos visuales. Captura de video de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Utilizaron una técnica llamada electroretinograma para estudiar su campo visual. Para ello enviaron
un estímulo visual, una luz, al ojo del animal. Este, a su vez, enviaba una
señal eléctrica a su cerebro, la cual se podía captar y almacenar en un
ordenador. De esta manera se podía saber si un tiburón veía ese estímulo
visual. Así se podía estimar el campo
visual, una vez anestesiado el animal, analizando su respuesta a luces
provenientes de diferentes ángulos.
Electroretinograma. Fuente: Captura de vídeo de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
El resultado fue una sorpresa
porque probaron que el campo de cada ojo se solapaba en la parte delantera del
animal (donde inicialmente pensaban que eran ciegos), y a este efecto lo
llamaron superposición binocular. Se trata de un efecto muy importante
porque la superposición de los campos visuales facilita la visión
tridimensional del animal. (Del mismo modo en que los que tenemos los ojos
situados de forma frontal superponemos los campos visuales de cada uno y ello
nos permite la visión tridimensional de las cosas).
Visión monocular y binocular en tiburones martillo. Captura de vídeo de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Superposición binocular. Fuente: Captura de vídeo de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Campo de visión de un martillo. La zona verde es la zona en el que el animal puede ver. Fuente: Captura de video de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
El tiburón cabeza de ala poseía
la mayor superposición binocular (48 grados) y era casi cuatro veces más grande
que la del limón (10 grados) y que la del tiburón de morro negro (11 grados).
La superposición binocular en los tiburones martillo comunes (34 grados) fue
mayor que la del cabeza de pala (13 grados) y que la de las especies de carcarínidos.
Sin embargo, el tiburón cabeza de pala aparentemente no difería mucho de los
carcarínidos. Estos resultados indicaban que la superposición binocular había
aumentado con la expansión lateral de la cabeza en los tiburones martillo.
Mejorar la visión binocular
mediante el desplazamiento lateral de los ojos superponiendo sus campos de
visión, podría suponer que la visión frontal cercana del animal se podría ver
mermada, es decir, que hubiera una zona frontal ciega en el frente cercano del
animal. Por ello en estos experimentos se cuantificaron utilizando por un lado
la rotación del ojo, y por otro el giro de la cabeza (head jaw), para
determinar si las especies compensaban grandes áreas ciegas anteriores a la
cabeza mediante la inclinación de sus ojos hacia adelante y el movimiento
continuo de su cabeza. Estas mejoras les ayudaron a saber que esa zona ciega
era muy pequeña, al compensar parte por el solape de los campos laterales.
Zona ciega de los tiburones martillo justo delante de la cabeza. Fuente: Captura de vídeo de la charla de Mikki McComb en Shark4kids “The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki McComb-Kobza”
Lo que sí es cierto es que el
solape binocular les permite ver hacia adelante, pero no les permite hacerlo
justo delante de su morro, aunque la inclinación de los ojos y el movimiento de
su cabeza reduzcan esto al máximo. Sin embargo, vieron que este hecho también
ocurría en los carcarínidos, que tienen los ojos colocados lateralmente, aunque
menos separados que en los tiburones martillo. Ello les llevó a pensar que en esa
zona delantera cercana también eran ciegos. Y, sin embargo, estaban hartos de
ver martillos y otros tiburones cazar animales justo delante de su morro. La
conclusión a la que llegaron fue que en la caza superponen muchos sentidos, no
solo la vista, y seguramente el sentido eléctrico era capaz de suplir la
“ceguera delantera cercana”.
Los martillos y sus raras cabezas son fascinantes y en este artículo
espero haber arrojado un poco de luz sobre el porqué de esa extraña cabeza y su
funcionalidad. No os podéis perder un siguiente artículo sobre el número de
especies y su conservación ya que el tiburón martillo es uno de los más
capturados hoy en día, fundamentalmente debido a la venta de sus aletas en
Asia.
Referencias:
El
tiburón ballena:
https://es.wikipedia.org/wiki/Rhincodon_typus
El
tiburón linterna, vientre de terciopelo o negrito:
https://tiburonesengalicia.blogspot.com/2012/12/negrito-etmopterus-spinax.html
https://es.qwe.wiki/wiki/Velvet_belly_lanternshark
El tiburón marrajo o mako:
https://es.wikipedia.org/wiki/Isurus_oxyrinchus
El tiburón zorro:
https://es.wikipedia.org/wiki/Alopias_superciliosus
El tiburón zorro cazando:
https://www.elmundo.es/elmundo/2013/07/11/natura/1373534476.html
El tiburón duende:
https://es.wikipedia.org/wiki/Mitsukurina_owstoni
Tiburones
martillo extremos:
https://en.wikipedia.org/wiki/Winghead_shark
https://en.wikipedia.org/wiki/Bonnethead
Carcarínidos
y esfírnidos:
https://es.wikipedia.org/wiki/Carcharhinidae
https://es.wikipedia.org/wiki/Sphyrnidae
Datos
sobre los tiburones martillo común:
https://es.wikipedia.org/wiki/Sphyrna_lewini
https://en.wikipedia.org/wiki/Scalloped_hammerhead
Hipótesis de la morfología de la cabeza:
https://digital.lib.usf.edu/SFS0027908/00001
https://grantome.com/grant/NSF/IOS-0640200
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631069108003211
http://www.elasmo-research.org/education/topics/d_hh_origin.htm
https://www.nature.com/articles/364494a0.pdf
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-05/uoca-hss051810.php
https://peru.oceana.org/es/blog/el-tiburon-martillo-y-su-herramienta-de-caza-su-extrana-cabeza-en-forma-de-t
http://digimorph.org/specimens/Sphyrna_tudes/
https://www.huffpost.com/entry/why-arent-canard-style-airplanes-more-common_b_5a19b568e4b0bf1467a846e5?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAIrKcR3EIbIUqhgsdW2NqPjocTpVOO9wKW0OsRqB0bymmc8WDUOEgrYZht4eiC4_b_tn78UJnpGd6kkfR8Ls4ns_et6woO6DCndjhiWlUO60N_Qtt6KXa51pTiga9U-DOip2xShTkRW8pQBg4ytvg9C9EcEbiI0ASVBXrtVeDBRr
Vídeo de
Conferencia de Mikki McComb en Shark4Kids:
https://www.youtube.com/watch?v=I5I4r7pK7P4
Nueva especie encontrada en 2017:
https://www.mentalfloss.com/article/91848/new-hammerhead-shark-species-may-have-just-been-discovered
Nueva
especie encontrada a fecha 2013:
https://www.iflscience.com/plants-and-animals/new-species-hammerhead-shark-confirmed/
https://www.livescience.com/41060-new-hammerhead-shark-species.html
Charlas:
Video de la
charla The Amazing Adaptations of Hammerhead Sharks with Dr. Mikki
McComb-Kobza:
https://www.youtube.com/watch?v=I5I4r7pK7P4&feature=youtu.be
Video de
charla Great Hammerhead Shark Science with Vital Heim:
https://youtu.be/LvYM8btLv4A
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