Los murciélagos charlan sobre comida, sueño y sexo con otros murciélagos

Un viaje lento en la oscuridad de la noche a través de los bosques del noroeste de Costa Rica ayudó a enfocar el objetivo. La Dra. Mirjam Knörnschild y sus colegas tenían un equipo con un micrófono enganchado a la parte superior de su automóvil para tomar grabaciones de murciélagos.

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"La gente local probablemente pensó que estábamos locos o perdidos", dijo. 'O ambos.'

Pero en estas expediciones del año pasado en la región de Guanacaste, su equipo buscaba reducir el punto en el que dos poblaciones distintas de murciélagos se mezclan en sus números más altos. Y funcionó. Más tarde, al analizar las grabaciones de las diferentes llamadas de ecolocalización que utilizan los murciélagos para orientarse y cazar presas, lograron reducir el radio de 50 a 60 kilómetros a solo un par de kilómetros.

Hacer esto fue un paso clave en la siguiente fase del proyecto CULTSONG, que examina los dialectos del canto de murciélago usados ​​para propósitos específicos como señalización territorial y cortejo, y que difieren de la charla general menos distintiva. Un objetivo clave es descubrir si tales rasgos adquiridos culturalmente pueden, de hecho, llevar a que los organismos se dividan en especies separadas a través del proceso conocido como especiación.

Esto puede tener implicaciones importantes para investigar cómo la cultura, o el aprendizaje adquirido a través de la conducta de transmisión social, afecta la evolución. Eso incluye la evolución humana, que ya se sabe que ha sido influenciada a través de interacciones entre cultura y genes, como en el desarrollo de tolerancia a la lactosa después del inicio de la ganadería.

Además de eso, el aprendizaje vocal se ha descrito poco en otros mamíferos, por lo que las investigaciones podrían ayudar a arrojar luz sobre cómo evoluciona el lenguaje.

 

Cultura animal

El Dr. Knörnschild, ecologista del comportamiento en el Museo de Historia Natural de Berlín, Alemania, que dirige CULTSONG, explica que explorar la cultura animal es un campo relativamente joven fuera de los sospechosos habituales, como los grandes simios, las ballenas y los pájaros cantores. Y debido a que no podemos viajar en el tiempo para ver la evolución en acción, es aún más difícil determinar si los cambios culturales realmente resultan en especiación.

Sin embargo, la especie de enfoque de su equipo, el murciélago con alas de saco mayor (Saccopteryx bilineata), tiene características que nos brindan una oportunidad única para arrojar luz sobre esto, dice el Dr. Knörnschild.

Para empezar, los investigadores han descubierto que el murciélago es una especie llamada anillo en parte del rango en el que vive. En tales especies, una población ancestral se divide con el tiempo alrededor de cada lado de una barrera geográfica inhabitable, divergiendo genéticamente gradualmente. Finalmente, las poblaciones se vuelven a encontrar pero no se cruzan allí, lo que las convierte en especies separadas.

En el caso de S. bilineata, esta barrera es la cordillera de Talamanca que se extiende desde el oeste de Panamá hasta el sur de la vecina Costa Rica.

Hace aproximadamente una década, el equipo del Dr. Knörnschild comenzó a descubrir que algunas poblaciones de Guanacaste diferían notablemente de otras en tamaño y composiciones de canciones utilizadas. Rastreando a los murciélagos alrededor de la cordillera de Talamanca, la evidencia apuntaba en 2015 a que S. bilineata era una especie de anillo. Posteriormente, el equipo confirmó esto al verificar la ausencia de mestizaje en el punto final.

"En la zona de contacto de estas dos poblaciones genéticas, se ignoran por completo", dijo el Dr. Knörnschild. “Es como tener una máquina del tiempo. Si tienes una especie de anillo de este tipo, básicamente puedes dar la vuelta al anillo hacia la población ancestral ".

Añadió que el análisis genético de su equipo sugiere que la expansión de la especie a lo largo de la cordillera comenzó en los últimos 80.000 años, por lo que la especiación debe haber sido reciente en el tiempo evolutivo de un murciélago.

Hallazgo afortunado

Encontrar una especie de anillo en sí fue un "hallazgo súper raro y realmente afortunado", dice el Dr. Knörnschild, con solo un puñado de organismos generalmente aceptados como ejemplos reales. Pero el anillo para S. bilineata también fue más corto de lo que el equipo esperaba para una especie voladora, midiendo alrededor de 500 km de punta a punta. "Normalmente, cuando se tiene un animal con gran movilidad, como un murciélago, que puede volar, se esperaría que un anillo que conduce a la especiación sea realmente grande", dijo el Dr. Knörnschild.

Knörnschild señala que una especie en la que se ha examinado el cultivo del canto, la curruca verdosa, tiene un anillo que se extiende miles de kilómetros alrededor de la meseta tibetana, sin una divergencia genética y geográfica uniforme, continua e ininterrumpida en todo.

La corta distancia no solo hace que el estudio de S. bilineata sea relativamente fácil, sino que también significa una alta uniformidad en su hábitat de selva tropical de tierras bajas, lo que permite que las influencias no culturales en la especiación, como los climas variables, las fuentes de alimentos y las especies competidoras, se excluyan más fácilmente. dijo el Dr. Knörnschild.

"Creemos que la razón por la que este cambio ocurrió en un animal tan altamente móvil en un marco de tiempo evolutivo tan corto en una escala geográfica tan corta es porque la cultura (comportamiento de transmisión social) estaba acelerando estas diferencias". De lo contrario, dice, no deberían han podido acumular suficientes diferencias genéticas.

Fundamentalmente, agrega el Dr. Knörnschild, tener un anillo continuo corto puede facilitar la distinción de causa y efecto sobre si el cambio cultural llevó a la especiación o viceversa, algo que generalmente ha sido muy difícil de probar.

El equipo hará esto mediante el uso de pruebas genéticas y muestras de canciones para determinar si la divergencia de los dialectos de las canciones parece acumularse antes o después de una divergencia genética significativa. Si suceden de antemano, dijo el Dr. Knörnschild, sugeriría que el cambio de dialecto está impulsando el cambio genético y, en última instancia, la especiación. Su equipo también estudiará las colonias dentro de la nueva zona de contacto de dos kilómetros que establecieron, analizando cómo los murciélagos interactúan allí y responden a las vocalizaciones de las otras especies.

"Creo que es una de las pocas especies en las que tenemos una buena oportunidad de desentrañar si las diferencias culturales preceden a las diferencias genéticas o si las suceden", dijo.

Hasta ahora, esta parte de la investigación ha sido retrasada por Covid-19, pero la Dra. Knörnschild tiene la esperanza de poder regresar al campo la próxima primavera. Eso también permitirá algunas pruebas genómicas finales para refinar los datos en un estudio que confirma a S. bilineata como una especie de anillo, que su equipo originalmente esperaba publicar a principios de este año.

 

Comunicación

Los murciélagos ofrecen además un medio rico para analizar la interacción social y el desarrollo lingüístico en los animales en general, debido a la complejidad de su comunicación. Como la investigación de la Dra. Knörnschild implica una observación cercana de los murciélagos, su equipo está descubriendo continuamente nuevas facetas de esto.

Recientemente, por ejemplo, descubrieron a través de grabaciones de sonido que las hembras adultas de S. bilineata usan "charla de bebés" con un timbre y un tono diferentes cuando se dirigen a los cachorros. El Dr. Knörnschild especula que esto podría desempeñar un papel similar al de los humanos, donde aumenta la atención y facilita el aprendizaje vocal al ayudar al bebé a seleccionar elementos del habla.

Junto con el hallazgo de que los machos adultos se comunican de manera diferente con los cachorros de una manera que parece transmitir la "firma vocal" de su grupo, esto destacó que su interacción es más compleja de lo que se pensaba. "Cuanto más profundizamos, más cosas interesantes encontramos", dijo el Dr. Knörnschild.

El Dr. Yossi Yovel, neuroecólogo de la Universidad de Tel Aviv en Israel, también ha estado investigando la comunicación social como parte de la toma de decisiones en murciélagos en el proyecto GPS-Bat que dirige.

En lugar de canciones, su equipo busca la interacción a través del "parloteo" cotidiano de los murciélagos. "Es interesante ver cómo se desarrolla este tipo de comunicación más fundamental", dijo. Aunque dice que esto es más difícil que analizar canciones más distintivas, ha sido posible gracias a la nueva tecnología, como las herramientas de aprendizaje automático adaptadas del uso para el reconocimiento de voz humana.

Su equipo capturó murciélagos frugívoros egipcios adultos (Rousettus aegyptiacus) en un gallinero natural en Israel, luego los monitoreó continuamente y a los cachorros que dieron a luz usando micrófonos ultrasónicos y cámaras de video.

El aprendizaje automático les permitió discernir el contexto de la frecuencia de la charla, como si se trataba de comida, sueño o sexo, y las personas involucradas. "Demostramos que la identidad individual se puede determinar, por lo que se puede saber qué individuo está llamando". Más sorprendentemente, dice, la identidad de un murciélago al que se está dirigiendo incluso podría discernirse la mitad del tiempo.

El equipo del Dr. Yovel también ha creado una base de datos disponible públicamente de casi 300.000 archivos que describió como "probablemente una de las bases de datos más grandes jamás recopiladas para un animal", que representa el repertorio completo de vocalizaciones de murciélagos que registraron. Esto tiene como objetivo proporcionar un punto de partida integral para futuros estudios sobre comunicación social, y algunos grupos ya lo utilizan.

 

Dialectos

Además, los investigadores han demostrado la aparición de dialectos de charla a través del aprendizaje social en murciélagos. Tres grupos de cachorros estuvieron expuestos durante un año, hasta la edad adulta, a las vocalizaciones de sus madres, además de una reproducción artificial que representa un dialecto específico del grupo. Cada uno de ellos emergió con distintos dialectos sesgados hacia la reproducción, lo que sugiere que están influenciados por toda la multitud que los rodea.

El equipo ahora está analizando más a fondo el conjunto de datos que ha creado, buscando desglosar la comunicación de los murciélagos en profundidad analizando el orden de los sonidos en sus vocalizaciones para descubrir la estructura de este 'lenguaje', algo que se puede comparar con examinar sintaxis en el habla humana.

"Te puedes imaginar si llegas a un nuevo planeta con animales que tienen un idioma allí, y ahora quieres intentar entenderlo sin la piedra de Rosetta: ¿cómo lo haces?"

Algunos de los próximos pasos en este campo, que el Dr. Yovel dice que otros ya están investigando, es lo que sucede en el cerebro de los murciélagos cuando charlan. Dijo que una de las ventajas de examinar a los murciélagos es que sus cerebros son un buen modelo para los de las personas debido a las similitudes con el cerebro humano, por lo que, en última instancia, podría ayudar a comprender mejor nuestro propio cerebro y las dificultades de aprendizaje vocal.

"Creo que ahora entendemos que las vocalizaciones de los animales contienen mucha información", dijo. "Hasta cierto punto esto se sabía, pero esta idea se ha fortalecido dramáticamente".

Y el Dr. Knörnschild dice que encontrar más sobre la complejidad del cultivo animal puede atraer más atención a poblaciones únicas para los esfuerzos de conservación. "Cuando tienes diferencias culturales pronunciadas, perder poblaciones es trágico porque estás perdiendo estas culturas animales que se han ido acumulando durante muchos años", dijo. "Y pueden tener soluciones locales para problemas específicos o preferencias de apareamiento únicas que no se encuentran en ninguna parte".

 

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