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Regreso al lugar de nacimiento

El regreso al lugar de nacimiento , o filopatría natal , es el proceso mediante el cual algunos animales adultos que han migrado desde sus hábitats juveniles regresan a su lugar...

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El regreso al lugar de nacimiento , o filopatría natal , es el proceso mediante el cual algunos animales adultos que han migrado desde sus hábitats juveniles regresan a su lugar de nacimiento para reproducirse . Este proceso lo utilizan principalmente animales acuáticos como las tortugas marinas y el salmón , aunque algunas aves y mamíferos migratorios también presentan comportamientos reproductivos similares. Los científicos creen que las principales señales que utilizan estos animales son la impronta geomagnética y las señales olfativas. Los beneficios de regresar al lugar exacto de nacimiento de un animal pueden estar asociados en gran medida con su seguridad e idoneidad como zona de cría. Cuando aves marinas como el frailecillo atlántico regresan a su colonia de cría natal, que se encuentra principalmente en islas, tienen la seguridad de un clima adecuado y una ausencia suficiente de depredadores terrestres.

Las tortugas marinas nacidas en una zona determinada difieren genéticamente de las nacidas en otras. Las crías recién nacidas se dirigen al mar y pronto encuentran zonas de alimentación adecuadas, y se ha demostrado que regresan a estas zonas de alimentación en lugar de a la playa donde nacieron. Los salmones nacen en arroyos de agua dulce y, finalmente, descienden por los ríos y son arrastrados al mar. Se cree que su capacidad para regresar, varios años después, al sistema fluvial donde desovaron está relacionada con señales olfativas, el "sabor" del agua. El atún rojo del Atlántico desova tanto en la costa este como en la oeste del océano Atlántico , pero se mezcla al alimentarse en alta mar. Los atunes juveniles marcados han demostrado claramente que casi invariablemente regresan al lado del Atlántico donde desovaron.

Se han propuesto diversas teorías sobre cómo los animales encuentran el camino de regreso a casa. La hipótesis de la impronta geomagnética sostiene que se imprimen en su hábitat natural el campo magnético único de su zona natal. Si bien es una teoría plausible, aún no se ha comprobado su veracidad. Se sabe que el salmón del Pacífico se imprime en la composición química del agua de su río de origen, un hecho que se ha confirmado experimentalmente. Podrían utilizar información geomagnética para acercarse a la costa y luego percibir las señales olfativas. Algunos animales podrían cometer errores de navegación y terminar en un lugar equivocado. Si logran reproducirse con éxito en estos nuevos sitios, habrán ampliado su base reproductiva, lo que podría aumentar las posibilidades de supervivencia de la especie. Es posible que intervengan otros mecanismos de navegación desconocidos, por lo que se necesita más investigación.

tortugas marinas

Existen diversas especies de animales marinos que muestran un comportamiento de regreso al lugar de nacimiento. La más conocida es la tortuga marina . Se cree que las tortugas bobas exhiben dos tipos diferentes de orientación. El primero se manifiesta en las primeras etapas de su vida. Al adentrarse en el mar, los animales son arrastrados por las mareas y las corrientes, con poca necesidad de nadar. Estudios recientes demuestran que estos animales regresan a zonas de alimentación cercanas a su lugar de nacimiento.

Las tortugas de una playa natal específica muestran diferencias en sus haplotipos de ADN mitocondrial que las distinguen de las tortugas de otras áreas de anidación. [ 1 ] Muchas tortugas de las mismas playas aparecen en las mismas áreas de alimentación. Una vez que alcanzan la madurez sexual en el océano Atlántico, la tortuga boba hembra emprende el largo viaje de regreso a su playa natal para depositar sus huevos. La tortuga boba del Atlántico Norte recorre más de 9000 millas de ida y vuelta para desovar en la costa norteamericana.

Salmón

La migración del salmón del Pacífico Norte desde el océano hasta su hábitat de desove en agua dulce es una de las migraciones más extremas del reino animal. El ciclo de vida del salmón comienza en un arroyo o río de agua dulce que desemboca en el océano. [ 2 ] Tras pasar cuatro o cinco años en el océano y alcanzar la madurez sexual, muchos salmones regresan a los mismos arroyos donde nacieron para desovar. Existen varias hipótesis sobre cómo el salmón logra realizar esta migración.

Una hipótesis plantea que utilizan señales químicas y geomagnéticas que les permiten regresar a su lugar de nacimiento. El campo magnético terrestre podría ayudar a los peces a navegar por el océano para encontrar la zona de desove. Desde allí, el animal localiza el punto donde el río desemboca en el mar gracias a las señales químicas propias de su arroyo natal. [ 3 ]

Otras hipótesis se basan en el hecho de que el salmón posee un sentido del olfato extremadamente agudo. Una de ellas afirma que el salmón conserva una huella del olor de su río natal durante su migración río abajo. Gracias a este recuerdo olfativo, puede regresar al mismo río años después. Otra hipótesis relacionada con el olfato plantea que los salmones jóvenes liberan una feromona durante su migración río abajo, y que pueden regresar al mismo río años después al percibir el olor de dicha feromona.

atún rojo

El atún rojo del Atlántico desova tanto en la costa este como en la oeste del océano Atlántico . Al nacer, los otolitos del atún rojo presentan una impronta química basada en las propiedades químicas del agua. Los peces nacidos en distintas regiones muestran claras diferencias en este aspecto. Estudios de la industria pesquera comercial en Estados Unidos demuestran que la población de atún rojo en el Atlántico Norte está compuesta por peces procedentes de ambas costas. Si bien los peces pueden vivir muy cerca unos de otros en el Atlántico, regresan a su región natal para desovar. El marcaje electrónico realizado durante varios años demostró que el 95,8 % de los ejemplares jóvenes marcados en el mar Mediterráneo regresaron allí para desovar. Los resultados para el Golfo de México fueron del 99,3 %. [ 4 ] Debido a la sobrepesca de esta especie, los científicos tienen mucho que aprender sobre sus hábitos de desove para garantizar la sostenibilidad de la población y, al mismo tiempo, mantener un ecosistema saludable.

frailecillos atlánticos

Los frailecillos atlánticos pasan el invierno en el mar y luego regresan a sus lugares de nacimiento, como lo ha demostrado el anillamiento de aves . Los sitios de cría suelen ser acantilados inhóspitos e islas deshabitadas. Se observó que las aves que fueron separadas de sus polluelos y liberadas en otros lugares mostraban fidelidad a su punto de liberación en lugar de a su lugar de nacimiento. [ 5 ]

Impresión geomagnética

Una idea sobre cómo los animales logran regresar a su lugar de origen es que se imprimen en el campo magnético único que existe en su área natal y luego usan esta información para regresar años después. Esta idea se conoce como la "hipótesis de la impronta geomagnética" [ 6 ]. El concepto se desarrolló en un artículo de 2008 que buscaba explicar cómo las tortugas marinas y los salmones pueden regresar a sus áreas de origen después de migrar cientos o miles de kilómetros de distancia [ 7 ].

En el comportamiento animal, el término "impronta" se refiere a un tipo especial de aprendizaje. Las definiciones exactas de impronta varían, pero los aspectos importantes del proceso incluyen lo siguiente: (1) el aprendizaje ocurre durante un período crítico particular, generalmente temprano en la vida del animal; (2) los efectos duran mucho tiempo; y (3) los efectos no se pueden modificar fácilmente. [ 8 ] Para el regreso al lugar de nacimiento, el concepto es que animales como las tortugas marinas y los salmones se imprimen en el campo magnético de su área natal cuando son jóvenes, y luego usan esta información para regresar años después.

No se ha demostrado que ocurra la impronta geomagnética, pero parece plausible por varias razones. El campo magnético terrestre varía en todo el planeta, de tal manera que diferentes áreas geográficas tienen campos magnéticos distintos asociados a ellas. [ 6 ] Además, las tortugas marinas tienen un sentido magnético muy desarrollado [ 9 ] y pueden detectar tanto la intensidad (fuerza) del campo terrestre como el ángulo de inclinación (ángulo en el que las líneas de campo intersecan la superficie terrestre). [ 10 ] Por lo tanto, es plausible que las tortugas marinas, y quizás también los salmones, puedan reconocer sus áreas de origen utilizando los campos magnéticos distintivos que existen allí.

Señales químicas e impronta olfativa

Se sabe que el salmón del Pacífico se imprime en la huella química de su río natal. [ 11 ] Esta información ayuda al salmón a encontrar su río natal una vez que llega a la costa desde mar abierto. En la mayoría de los casos, se cree que las señales químicas de los ríos no se extienden muy lejos en el océano. Por lo tanto, es probable que el salmón utilice dos sistemas de navegación diferentes en secuencia cuando migra desde mar abierto a sus zonas de desove. [ 12 ] El primero, posiblemente basado en el campo magnético terrestre (véase Impronta geomagnética más arriba), se utiliza en mar abierto y probablemente acerca al salmón a su río natal. Una vez cerca del río natal, el salmón puede utilizar señales olfativas (químicas) para encontrar su área de desove.

Muchos de los estudios clásicos que demuestran la impronta olfativa en el salmón fueron realizados por Arthur Hasler y sus colegas. [ 13 ] En un experimento particularmente famoso, se improntó a salmones jóvenes con sustancias químicas artificiales y se los liberó en su hábitat natural para que realizaran sus migraciones habituales. Casi todos los peces jóvenes regresaron al mismo arroyo que también había sido improntado artificialmente con las mismas sustancias químicas, lo que demuestra que los peces utilizan señales químicas para regresar a su región natal.

Efecto de la contaminación térmica en el regreso al lugar de nacimiento (salmón chum)

La contaminación térmica , que se refiere a la degradación de la calidad del agua por cambios en la temperatura ambiente, afecta gravemente el regreso al lugar de nacimiento del salmón chum . El salmón chum es un pez típico de aguas frías que prefiere aguas alrededor de los 10 °C (50 °F) . Cuando la temperatura del agua aumenta debido a la contaminación térmica, el salmón chum tiende a sumergirse en aguas profundas para termorregularse . Esto reduce el tiempo que el salmón chum pasa en la superficie y disminuye la probabilidad de que regrese a su río natal, ya que la señal química para el regreso al lugar de nacimiento se concentra en la superficie.  

Evolución

Científicos han estudiado y documentado que, en una playa del este de México, donde anidan las tortugas lora, un error de navegación debido al ángulo de inclinación durante una década las alejaba en promedio solo 23 kilómetros (14 millas) de su lugar de nacimiento. En otras ubicaciones, los errores de navegación superaron los cien kilómetros en el mismo período. Los resultados de este estudio sugieren que la impronta geomagnética, como herramienta de navegación, solo permite a los animales marinos orientarse cerca de su lugar de nacimiento, y que luego recurren a las señales químicas de los afluentes y ríos para regresar a su lugar natal. 

Estos errores de navegación han reforzado el rasgo evolutivo de regresar al lugar de nacimiento en los animales marinos, al provocar que algunos se alejen de su lugar natal. La mayoría regresa a su región natal porque saben que es un lugar seguro para desovar. Estas regiones suelen tener pocos depredadores, la temperatura y el clima adecuados, y el tipo de arena idóneo para las tortugas, ya que no pueden desovar en ambientes húmedos y fangosos.

Los pocos animales que no regresan a su región natal y se desvían a otros lugares para reproducirse proporcionarán a la especie una variedad de lugares diferentes de reproducción, por lo que si los lugares natales originales han cambiado, la especie se habrá expandido a más lugares y, en última instancia, aumentarán las posibilidades de supervivencia de la especie. [ 3 ]

Investigación futura

Aunque los científicos llevan años estudiando animales marinos que regresan a su lugar de nacimiento, aún no están seguros de que la impronta geomagnética y las señales químicas sean las únicas herramientas de navegación que utilizan para sus increíbles migraciones. Todavía queda mucha investigación por hacer hasta que los científicos puedan comprender completamente cómo estos animales pueden recorrer distancias tan grandes para reproducirse. Afortunadamente, gracias al avance de la tecnología, ahora existen varias herramientas disponibles para los científicos, como registradores de datos equipados con magnetómetros que se pueden acoplar fácilmente a los animales. Estos no solo proporcionan datos que muestran la posición del animal con respecto al campo magnético terrestre, sino que algunos también proporcionan la latitud en función de este campo, la longitud en función de los niveles de luz, la temperatura, la profundidad, etc. Las etiquetas de archivo satelital emergentes se utilizan para recopilar datos y tienen la capacidad de transferirlos a los científicos a través de los satélites del Sistema Argos .

Véase también

Notas

  1. ↑ (Bowen, 2004)
  2. ↑ (Crossin, 2009)
  3. 1 2 (Lohmann, 2008)
  4. ↑ Rooker, JR; DH Secor; G. De Metrio; R. Schloesser; BA Block; JD Neilson (2008). "Natal Homing and Connectivity in Atlantic Redfin Tuna Populations" . Science . 322 ( 5902): 742– 744. Bibcode : 2008Sci...322..742R . doi : 10.1126/science.1161473 . PMID 18832611. S2CID 633053 .  
  5. ↑ Kress, Stephen W.; Nettleship, David N. (1988). "Reestablecimiento de frailecillos atlánticos ( Fratercula arctica ) en un antiguo sitio de cría en el Golfo de Maine". Journal of Field Ornithology . 59 (2): 161– 170. JSTOR 4513318 . 
  6. 1 2 "Impresión geomagnética" . Universidad de Carolina del Norte.
  7. ↑ Lohmann, KJ; NF Putman; CMF Lohmann (2008). "Impresión geomagnética: una hipótesis unificadora del regreso natal a larga distancia en salmones y tortugas marinas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 105 (49): 19096–19101 . Bibcode : 2008PNAS..10519096L . doi : 10.1073/pnas.0801859105 . PMC 2614721. PMID 19060188 .  
  8. ↑ Zupanc, Gunther (2010). Neurobiología del comportamiento: Un enfoque conductual . Oxford: Oxford University Press. pp. 268–276 . ISBN  978-0-19-920830-2.
  9. ↑ "Navegación de tortugas marinas" . Universidad de Carolina del Norte.
  10. ↑ Lohmann, KJ; CMF Lohmann; NF Putman (2007). "Mapas magnéticos en animales: el GPS de la naturaleza". Journal of Experimental Biology . 210 (Pt 21): 3697– 3705. doi : 10.1242/jeb.001313 . PMID 17951410 . 
  11. ↑ Dittman, Andrew; TP Quinn (1996). "Regreso al hogar en el salmón del Pacífico: mecanismos y base ecológica" . Journal of Experimental Biology . 199 (Pt 1): 83–91 . doi : 10.1242/jeb.199.1.83 . PMID 9317381 . 
  12. ↑ Lohmann, KJ; CMF Lohmann; CS Endres (2008). "La ecología sensorial de la navegación oceánica" . Journal of Experimental Biology . 211 (11): 1719– 1728. doi : 10.1242/jeb.015792 . PMID 18490387 . 
  13. ↑ Zupanc, Gunther (2010). Neurobiología del comportamiento: un enfoque integrador . Oxford: Oxford University Press. pp. 268–271 . ISBN  978-0-19-920830-2.

Referencias

  • Bowen; et  al. (2004). "Regreso al lugar de nacimiento en tortugas bobas juveniles (Caretta caretta)". Molecular Ecology . 13 (12): 3797– 3808. Bibcode : 2004MolEc..13.3797B . doi : 10.1111/j.1365-294x.2004.02356.x . PMID 15548292 . S2CID 2816336 .  
  • Crossin; et  al. (2009). "Mecanismos que influyen en el momento y el éxito de la migración reproductiva en una especie de pez semélparo con reproducción capital, el salmón rojo". Zoología fisiológica y bioquímica . 82 (6): 635– 652. doi : 10.1086/605878 . PMID 19780650 . S2CID 542744 .