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¿Existen instintos heredados? Contesta Gaspar

  

  

¿Cuántas y cuáles de las costumbres de los animales son aprendidas y cuántas y cuáles son innatas? Es ésta una pregunta que siempre se han formulado como objetivo de sus estudios los etólogos, que son biólogos que investigan el comportamiento de la fauna. Esta disciplina –la etología- es tremendamente curiosa e interesante, pues sumerge a sus practicantes en la quintaesencia del fenómeno de especie. Aunque existen muchas definiciones de tal concepto, se suele reconocer a una especie como el conjunto de animales de ambos sexos con características morfológicas y de comportamiento similares y que además participan recíprocamente en la reproducción, esto es, se aparean. Ésta podría ser la definición de especie más comúnmente aceptada, pero las más avanzadas investigaciones biológicas del momento dan cuenta de otras posibles formas de identificar a los seres vivos según clasificaciones estancas, de acuerdo a criterios bien distintos del que arriba enuncié.

Ahora bien, los ejemplares de cada especie, tienen unas pautas y hábitos de comportamiento homogéneos que los diferencian o aproximan a otras especies diferentes. Volviendo a la pregunta con la que empecé esta entrada…¿son todas las costumbres aprendidas por los animales a lo largo de su vida o existe algún medio de que esos instintos se hereden entre generaciones sucesivas?. Evidentemente esta cuestión se la han planteado antes muchísimas personas, pero por su elocuencia sin par voy a referir aquí la trama de un episodio de la serie de divulgación naturalista “El hombre y la Tierra”, de la cual, debo confesarlo, soy un adicto, y en la que el malogrado Félix Rodríguez de la Fuente contesta a esta pregunta de la manera más radical posible, esto es, con hechos verídicos, repetibles, verificables y contrastables, esto es, científicamente.

El capítulo al que me refiero está dedicado a las costumbres de una ave carroñera de origen africano, que pasa la época estival por nuestras latitudes, el alimoche (Neophron percnopterus). En las tierras africanas el alimoche, ave emparentada con los buitres, demuestra tener un cierto instinto a la hora de alimentarse. Para romper las duras corazas de los huevos de avestruz con el objeto de alimentarse de su contenido, suelta piedras de tamaños proporcionados al huevo sobre el mismo, para así fracturarlo y poder sorber su interior. En otras palabras, al igual que sucede con los humanos y con ciertos simios y otros animales de los que después hablaré, utiliza herramientas para su vida cotidiana. ¿Cómo es posible ésto si su cerebro no es mayor que el de otras aves, cómo puede residir en él tal inteligencia? -aunque confieso que nunca he pensado como un alimoche, por lo menos nunca tiro piedras sobre los huevos de gallina antes de freírlos en la sartén-. La pregunta que me hago yo es además otra… ¿por qué otras aves que se alimentan de huevos no tienen esta costumbre de soltar piedras encima?. Si lo hace el alimoche que tiene un cerebro pequeño bien podría hacerlo también una urraca, de cerebro similar, y que también se alimenta de huevos entre otras cosas. Sin embargo la urraca esto no lo hace, tal vez porque se alimenta de huevos de menor tamaño, y a pesar de ser un córvido, y por tanto poseer inteligencia como mínimo similar. La intuición parece estarnos diciendo a gritos que de algún modo es una costumbre heredada y propia de esa especie (me refiero al alimoche).

 Parece increíble que cuando se mezclan las células reproductoras de macho y hembra y se produce la división celular que da lugar al embrión, y cuando esos errores de copia en multiplicaciones sucesivas de las células primigenias producen variaciones aleatorias de nacimiento –totalmente dependientes del azar- que nos hacen tener rasgos idénticos a nuestros padres y abuelos con pequeñas –a veces grandes- variaciones, todo ello está escrito en el libro del ADN, en un libro de tamaño microscópico en el que está sintetizado cómo seremos físicamente, cómo sentiremos, cómo pensaremos, cómo enfermaremos, todo lo que nosotros seremos como ser vivo, y escrito en tantas copias como células tenemos en nuestro cuerpo. Es el mayor milagro que una mente humana puede admirar y comprender, el milagro de la vida, el milagro del mundo.

¿Cómo saben las crías de los mamíferos que deben alimentarse chupando de los pezones de su madre?¿Lo aprenden?. En principio no tienen ningún profesor que les diga que lo deben hacer, y si fuese un acto cometido por azar, entonces me parece muy raro que todos, absolutamente todos los mamíferos, mamen de su madre, es una coincidencia poco menos que extraña. Pero siguiendo mi argumentación donde la había dejado, continuaré explicando lo que sucede –para los que no lo hayan visto- en este episodio inigualable. En este capítulo de “El hombre y la Tierra”, Félix roba él mismo personalmente una cría de un nido de alimoche, la cual es llevada a un pequeño invernadero donde se le suministra calor y se le aisla del entorno. Después de llevado el alimoche al invernadero, al que Félix le pone el simpático nombre de Gaspar, el propio Félix y sus compañeros de rodaje se hacen pasar por sus progenitores y lo alimentan mediante pinzas con la carne que suelen recibir de sus padres naturales las crías de alimoche. Una vez que Gaspar llega a la edad equivalente a la de marcha del nido, los naturalistas lo llevan a la montaña para que aprenda a volar y para que conozca su medio. Cuando Gaspar tiene ya edad de buscarse la vida –fijaros que los humanos también lo hacemos, también llegado el momento nos separamos de nuestros padres y/o nos buscamos la vida por nosotros mismos- llega el momento crítico de saber si el hábito de los alimoches es innato o no lo es. Para averiguarlo, Félix y sus compañeros fabrican falsos huevos de avestruz con un tamaño y dureza del cascarón similares a los del ave africana, utilizando escayola, y los rellenan con el interior de huevos de gallina. En este punto debemos darnos cuenta que el joven alimoche no ha aprendido de absolutamente nadie del mundo mundial que si tira una piedra suficientemente grande encima romperá el huevo, sencillamente no se lo ha visto hacer a nadie. Y como en el más maravilloso cuento Gaspar se aproxima al huevo, primero prueba con piedras pequeñas, y finalmente coge piedras más grandes y las lanza sobre el huevo, rompiéndolo y sorbiendo su jugo. ¡¡¡¡Asombroso !!!!. Un ave que no tuvo el suficiente contacto con sus padres reales, de quienes podría aprender ciertas cosas por imitación, que nunca ha estado en África, que nunca ha visto un huevo de avestruz ni nada similar, que ni siquiera sabe que es un alimento, con una inteligencia que en principio es similar a la de otras aves, sabe instintivamente, por decirlo así, que el huevo le va a servir de comida y que para ello tiene que emplear una herramienta –la piedra-. Debo reconocer que este episodio me parece uno de los mejores de la serie ibérica de “El hombre y la Tierra”.

La consecuencia que se extrae de las peripecias de Gaspar es que algunos de nuestros instintos son heredados, puede parecer extraño, pero es verídico, muchas de las pautas que desarrollan los seres vivos las ejecutan porque de algún modo ello está registrado en su biblioteca genética, como el hecho de que respiremos sin pensar en ello o que nuestro corazón lata sin controlarlo con la mente, ambas cosas a otro nivel. Y esto es así porque las mutaciones que dieron lugar a esos comportamientos fueron en su momento ventajosas evolutivamente y la selección natural actuó conservándolas. Otro ejemplo que se me ocurre sin salir de los animales alados es el de los alcaudones, también llamados comúnmente pájaros verdugo. Los alcaudones (familia Lanidae) son aves muy agresivas, que se alimentan de toda suerte de pequeños mamíferos, otros pájaros, reptiles e insectos. No son precisamente vecinos agradables, ya que para matar a sus presas las empalan en pinchos de espino o de cercados de alambre, ello ya condiciona el lugar donde ubicarán sus nidos, cerca de los pinchos. Dichos nidos tienen la forma y tamaño similares a los nidos de mirlo común (Turdus merula), y los construyen en árboles ubicados en terrenos abiertos. Los alcaudones, al igual que los estorninos y otras aves canoras, son buenos imitadores, reproducen el canto de otras especies, quizás para atraerlas. El hecho de que empalen a sus presas viene dado porque su pico y sus garras no son suficientemente robustos y ganchudos como para desgarrar las presas grandes, ni poseen la suficiente fuerza como para hacerlo, por ello se ven obligados a ensartar a sus víctimas, de forma que estando éstas perfectamente enganchadas, pueden tirar con toda la fuerza de su cuerpo para desgarrarlas. Además de esto los restos que les sobran quedan ensartados en el espino a modo de despensa que utilizarán en el invierno. Evidentemente un alcaudón recién nacido que esté en el nido no aprende esto de ningún otro alcaudón. Se trata de unas pautas de comportamiento cuyo empleo instintivo está de algún modo –por increíble que esto parezca y a tenor de las pruebas- grabado en el código genético de sus poseedores, aunque quizás haya una componente de aprendizaje si los alcaudones padres conviven con sus crías lo suficiente. Otros ejemplos de aves con comportamientos exclusivos de su especie son el de los mirlos acuáticos y el de las grajillas. Los mirlos acuáticos viven en cursos de agua dulce y se alimentan de frigánidos, larvas de insectos acuáticos, ditiscos, y libélulas, y otros insectos de nuestros ríos. Para capturar in fraganti a sus presas los mirlos acuáticos no dudan de coger las piedras del fondo del río con el pico y apartarlas a un lado. Lo mismo que ocurre en el caso de las grajillas, las cuales son medianos córvidos que para buscar su sustento apartan las piedras cogiéndolas en su pico. Y lo hacen todas las grajillas y todos los mirlos acuáticos. Parece indicar que puede haber una componente genética en este comportamiento. Saliéndonos ya de la clase de las aves se podrían citar muchos ejemplos de pautas de conducta -tal vez sería más correcto llamarlas instintos- congénitas (os), a mí se me ocurre por ejemplo ahora los curiosos algoritmos que emplean las abejas para comunicarse avisando de la dirección y distancia de las fuentes de pólen, o la costumbre de la hembra de la mantis religiosa después del acto sexual de comerse a su compañero, pero en realidad lo cierto es que absolutamente todas las especies de la fauna mundial tienen instintos propios, a veces congénitos como se ha demostrado que sucede en muchas ocasiones y otras veces como mezcla de la herencia, del aprendizaje -cuando las crías permanecen lo suficiente junto a sus progenitores- y por qué no, también del azar en una componente mínima.

En la fotografía superior se representa un alimoche, que bien podría ser un descendiente de Gaspar, quién sabe, y en la inferior el macho de un alcaudón real.

  

  

El abejaruco europeo – (Merops Apiaster)

 

 

http://alcarriafloraypoesia.blogspot.com.es/2009/09/abejaruco.html

 

El abejaruco europeo es una vistosa ave migradora, que en España se encuentra sólo en la época estival (por lo cual esta ave cría aquí), y que pertenece al orden de los coraciiformes, familia merápidos, género meraps, nombre científico binomial meraps apiaster. No presenta subespecies reconocidas. 

Se cree que el abejaruco es una ave de orígenes tropicales, por su vistoso colorido, ya que en zonas templadas los pájaros presentan colores más discretos por necesitar más el pasar desapercibidos (no poseen un lugar tan bueno donde esconderse como la selva).

Su tamaño es de entre 25 y 30 cm. desde el pico a la cola y de entre 35 y 40 cm. de envergadura alar. Se alimenta principalmente de abejas (de ahí viene el nombre común de abejaruco y el identificador de especie apiaster). Tampoco le hace ascos a otros tipos de insectos, como abejorros, mariposas, o libélulas, los cuales caza en vuelo gracias a su agilidad y a una vista agudísima con la que diferencia a algunas decenas de metros a animales del tamaño de una mosca grande. El vuelo de caza lo suele comenzar desde una atalaya desde donde vigila, en cierto modo esta costumbre y el hecho de su forma de nidificar lo hacen parecerse al martín pescador. De hecho hay cierto parentesco entre ambas especies, ambas pertenecen al orden de los coraciiformes, sólo que el martín pescador es de la familia Alcedinidae, mientras que el abejaruco pertenece a la Meropidae. Al mismo tiempo, comparten en muchas zonas de su distribución el mismo nicho biológico y ello da lugar a que no sean infrecuentes las peleas entre ejemplares de ambas especies por causas territoriales o de defensa de un nido, el que a veces es intentado usurpar por el abejaruco al martín pescador.

En cuanto a sus costumbres de comportamiento, se puede decir que es un animal gregario, que nidifica en colonias. El nido lo construye en taludes fluviales o de la orilla de las carreteras, horadando un túnel que puede tener hasta 2 metros de largo, en cuyo fondo taladra una cavidad donde deposita los huevos.

 

Las primeras mariposas del año

 

  

 

Hoy he visto las dos primeras mariposas de la temporada. Todos los años por estas fechas se empiezan a ver lepidópteros en los prados y campos de nuestra geografía, pero son fundamentalmente dos las especies más madrugadoras, de acuerdo con sus épocas de cría. Es infalible. En el mes de abril suelo ver siempre ejemplares de estas especies, no de otras diferentes, de estas dos concretas : Anthocharis cardamines, de nombre común Aurora (la de la fotografía superior); y Gonepteryx Rhamni, también llamada comúnmente Limonera (la de la fotografía inferior). Ambas especies pertenecen a la familia Pieridae, la primera del género Anthocharis y la segunda del género Gonepteryx. Los lepidópteros de la familia Pieridae (de la cual en España el más común es tal vez la mariposa de la col, o Pieris Brassicae) suelen alimentarse en su fase de orugas de crucíferas, suele ser éstas sus plantas nutricias, aunque puede haber variedad de preferencias alimenticias dependiendo de la especie. Presentan además dimorfismo sexual, esto es, la hembra generalmente se diferencia anatómicamente del macho, siendo por lo general éste más vistoso. Se distribuyen geográficamente por Eurasia y Norte de África. Son muy comunes en los campos de España. De niño siempre me emocionaba cuando veía los primeros ejemplares del año. Pues hoy estas dos especies de mariposas no han faltada a su cita anual, y las he observado en pleno Madrid. Aquí dejo dos fotografías de ellas, que he tomado prestadas de otras webs, para que las veáis. Los dos ejemplares que aparecen son los machos. La hembra de la Anthocharis cardamines no tiene el área pintada de naranja, sino que es blanca en su lugar, y la hembra de la Gonepteryx rhamni es de un verde muy clarito, muy diferente del verde fuerte del macho que aquí podéis ver.

 

  

Amigo Félix, te recordamos

  

  

Este pasado 14 de marzo se han cumplido los 30 años de la muerte por accidente de aviación, en Alaska, del gran naturalista, divulgador científico, conferenciante, escritor, y médico estomatólogo (faceta que desempeñó de manera previa a su verdadera vocación), Félix Rodríguez de la Fuente. Hasta el propio Google se hizo eco de dicha conmemoración, dado que este prohombre llegó a ser muy conocido allende nuestras fronteras, sobre todo por la archiconocida serie documental “El hombre y la tierra”, que se emitió en muchos países y que tuvo un grandísimo éxito de acogida por las masas, como todo lo que Félix hizo en vida.

Es indudable que a estas alturas ya poco puede quedar qué decir de Félix. Su trágica muerte contribuyó a mitificar aún más si cabe el que ya era de por sí un fenómeno de popularidad y de excelencia en el terreno del estudio y divulgación de la naturaleza, con mayor mérito si cabe si tenemos en cuenta que sus estudios y conocimiento de la biología fueron adquiridos y puestos en práctica de manera autodidacta.

Félix fue una persona que vivió cada segundo con verdadera pasión y entusiasmo, y poseía tal elocuencia que sabía transmitir y contagiar esa pasión a cada persona que le oía. Incluso llegó a ser propuesto como miembro de la Real Academia de la Lengua, dado su excelente manejo de la palabra y del acento prosódico. Todavía recuerdo lo que yo disfrutaba con escasos cinco años aquellos documentales tan bonitos en los que se veía a los pájaros dando de comer a las crías o a los ratones de campo royendo el grano. Puedo asegurar que soy de la generación que nació con “El hombre y la tierra”, y que tantas vocaciones naturalistas ha engendrado en los niños de entonces, que ahora pasamos de los treinta. Recuerdo la nube que me cubrió cuando supe que él no volvería a hacer más programas, que había muerto de accidente, a pesar de que por aquel entonces todavía no había meditado demasiado acerca de la muerte.

De él nos han quedado sus obras, que abarcan varias series documentales, programas de radio y de televisión, artículos en periódicos y revistas, las enciclopedias de la Fauna Ibérica y europea y de la Fauna Mundial y una lista que se extiende casi indefinidamente, aunque también es incalculable el legado biológico que nos ha dejado, pues muy probablemente algunas especies ibéricas como el lobo o el oso pardo estén en deuda y hayan sobrevivido gracias a su labor ecologista, así como el Parque Nacional de Doñana. La trascendencia de Félix Rodríguez de la Fuente en el ámbito de la conservación de la naturaleza ha sido muy grande, y tampoco podemos olvidar la práctica y reinstauración que desarrolló de las técnicas medievales de cetrería, perdidas y olvidadas en la noche de los tiempos, así como sus estudios etológicos enfocados primordialmente en las costumbres del lobo ibérico. Parte del mérito de Félix reside en que se supo rodear de personas extraordinarias como él, no fue sólo su pasión la que gestó tanta grande obra, los naturalistas, filmadores, y ayudantes que le acompañaron tienen buena parte del mérito y sería injusto otorgárselo sólo a él. Pero la opinión que le merece Félix a todas las personas que lo siguieron y siguen es la de un hombre íntegro y un ejemplo claro de bonhomía, cuyo éxito contribuyó a muchas malsanas envidias pero en la mayoría de los casos una admiración sin precedentes.

Hace 30 años quedamos huérfanos de una figura clave en la concienzación ecologista, un narrador sin par, una persona a la que todos nos gustaría conocer personalmente y en la que todos vimos un verdadero amigo. No puede haber maldad en alguien que disfruta observando a los animales en su hábitat y preocupándose de conservar las especies para no pasar a la historia de los animales erradicados y de que las generaciones venideras sigan disfrutando de ellas. Es un acto de suma bondad, algo que todos deberíamos admirar e imitar.

Fueron muchos los homenajes que recibió tras su muerte, se levantaron estatuas, se nombraron calles y plazas con su nombre, … , y yo no quería dejar pasar este instante sin otorgarle mi más sentido, humilde, y personal homenaje también, a mi manera. Aquí dejo una adaptación del precioso y emotivo poema “Funeral blues”, del autor Wystan Hug Auden, que es recitado en la película “Cuatro bodas y un funeral”, y que he reajustado un poco para esta ocasión.

Amigo Félix, te recordamos.

 

Adaptación del poema “Funeral Blues” de W. H. Auden, 

a la memoria de Félix Rodríguez de la Fuente.

 

Parad todos los relojes, cortad los teléfonos,
impedid, con un jugoso hueso, que el perro ladre,
callad los pianos y, con un apagado tamborileo,
mostrad el ataúd, dejad que las plañideras se acerquen.

Que los aviones hagan círculos, gimoteando, sobre nosotros,
garabateando por el cielo el mensaje: Él ha muerto,
poned crespones en los cuellos blancos de las palomas,
dejad que los guardias de tráfico porten guantes de algodón negros.

El bien fue su Norte, su Sur, su Este y su Oeste,
su semana de trabajo y su descanso dominical,
su amanecer, su medianoche, su voz, su canción;
yo pensaba que su luz duraría siempre: no estaba equivocado.

No se desean ahora estrellas: apagadlas una a una;
olvidaos de la luna y desmantelad el sol;
lejos verted el océano y barred el bosque.
Pues ahora de ninguna manera pueden traer nada bueno.

 

Mi colección de lepidópteros

 

 

Ya que como digo en mi poema “El mundo del mañana”, los niños de hoy serán los hombres del mañana, dedico esta entrada a un niño de once años, llamado Alex Pujadas, de Barcelona, hijo de un compañero mío de trabajo, y que comienza a descubrir el mundo, y en particular a descubrir sus propias inquietudes, en este caso los insectos. Feliz viaje, amigo Alex.

Siempre me gustaron los lepidópteros (o mariposas), desde muy pequeño. En su momento, a los doce años confeccioné mi propia colección autóctona de estos insectos, a base de carreras por los prados y paciencia, y poco a poco fui advirtiendo la majestuosa belleza que es capaz de engendrar la naturaleza, cuyos misterios están en parte desvelados por la teoría de la selección natural de Darwin -de la cual soy un gran devoto-. ¿Es justo sacrificar especímenes o privarlos de su libertad para su estudio?. Pues tal vez probablemente no lo sea, pero es evidente que esto se hace a gran escala en los museos de la naturaleza, y es el modo más eficiente de conseguir llegar a conclusiones veraces y profundas en lo que respecta a la anatomía. Lo mismo se hace con las plantas. Ahora, tras un par de décadas, pienso que si algún día me da por cazar animales o plantas para su contemplación o estudio lo haré desde detrás de una cámara o unos prismáticos, pues considero que si queremos preservar este planeta para las generaciones venideras tenemos que empezar por aplicar un principio conservativo estricto a todos nuestros actos diarios.

 

 

Ahora bien, existen personas por todo el mundo que se dedican a criar en cautividad lepidópteros a gran escala, para posteriormente ser disecados. De hecho estas actividades están amparadas por los organismos reguladores de las leyes de Protección de la Naturaleza y no constituyen delito. El delito lo sería si los especímenes procediesen del estado de libertad y fuesen especies protegidas. En otras palabras, sacrificar estos ejemplares equivale por ejemplo al sacrificio que hacemos con aquéllos animales de los que nos alimentamos y que criamos en cautividad. En realidad, sigo creyendo que no es justo, pero si observamos la propia naturaleza podemos ver como se dirime una continua contienda sin cuartel entre las especies, depredadores frente a presas, y de esta contienda surge el equilibrio que matemáticamente se modela con las ecuaciones diferenciales de Lotka-Volterra, un par de ecuaciones diferenciales acopladas cuya solución explica la variación biológica en los ecosistemas, y que está formada por dos funciones temporales que modelan la variación de la cantidad de depredadores y de presas en un par de especies que estén relacionadas de este modo. En realidad este par de ecuaciones diferenciales se extienden y particularizan a cada par predador-presa del ecosistema, y establecen al mismo tiempo que la tasa de aumento de las presas es el crecimiento natural de esa especie menos la tasa de muertes por encuentro con el predador, mientras que la tasa de aumento del predador es su crecimiento por encuentro fructífero con la presa menos su tasa de muertes naturales. Evidentemente esto es una simplificación, pero lo suficientemente fina como para que, resolviendo el gran sistema de ecuaciones diferenciales de un ecosistema, obtengamos soluciones basadas en parámetros (siendo los parámetros los que intervienen en las ecuaciones diferenciales y que han de ser obtenidos empíricamente) que representan las cantidades variables en las sucesivas generaciones de cada especie en el espacio de especies, y que esquematizan la variabilidad temporal biológica en cada biotopo. Los ecosistemas que perviven lo hacen merced a la aproximación a situaciones de alejamiento y acercamiento sucesivos a la posición teórica de equilibrio que se obtendría igualando todas las tasas de cambio de todas las ecuaciones a cero, y gracias a la contienda, que es precisamente uno de los mecanismos naturales de poda de los peor adaptados que provee la naturaleza y que mueve precisamente la evolución biológica sobre la Tierra. Al final resulta que un hecho puntual, como por ejemplo que en una región de la sabana africana los leones cacen muy eficazmente, puede ayudar a que todo un ecosistema no se desmorone, porque en este mundo todo está relacionado con todo. Nosotros no somos más que una especie animal más, y por ello también somos depredadores, sólo que nuestros medios y métodos de caza son mucho más sofisticados que los de los animales, y en muchos casos no buscan nuestro sustento, que es el fin realmente noble de la caza, sino la diversión, aspecto lúdico que aunque entraña la muerte de los ejemplares cobrados, puede poseer consecuencias beneficiosas para los ecosistemas, cuando mediante la práctica cinegética se consigue el control demográfico de las especies.

 

 

Aun así, a pesar de todo, no he podido resistirme a conseguir una colección de lepidópteros de todo el mundo, y cada día que pasa me maravillo más y más de la suma perfección de Natura, el verdadero dios (o diosa). Pondré un ejemplo ilustrativo: el reverso de las alas de ciertas especies de lepidópteros tienen forma y color de hoja de árbol. Es evidente que las variaciones aleatorias, asociadas a la divergencia de caracteres, la cual no es sino la expresión visible de la mutación genética, que aparecieron en algún momento puntual y que conferían cierto parecido a hojas a las alas de esos ancestros naturales, les daban ventaja frente a otros ancestros lepidópteros del mismo ecosistema, y esto dio lugar a que poco a poco fuesen apareciendo especies con esta morfología, dado que otros animales que se alimentaban de lepidópteros encontraban con mayor dificultad a estas especies miméticas. Otro tanto ocurre en un fenómeno bastante extendido en los lepidópteros: la presencia de ocelos con formas muy similares a la de ojos. Es un hecho comprobado que los pájaros atacan a estos ejemplares precisamente en esos ojos, por llamarles más la atención, y no en el tórax, el abdomen o la cabeza. Por tanto, esos especímenes sobreviven, y esto no debería extrañarnos, pues ahora observamos precisamente que se hallan entre nosotros y no han desaparecido. Simplemente porque la variación consistente en tener esos “ojos” les dio ventaja frente a otras mariposas asentadas en el mismo nicho biológico, que eran atrapadas por sus depredadores. Selección natural al 100%. Como ejemplos de la primera de las circunstancias puedo exponer el caso del lepidóptero Kalima Inachus, y como ejemplos de la segunda circunstancia se me ocurren por ejemplo la Caligo sp., o la Morpho Peleides, ambas dotadas de una belleza embaucadora.

 

 

Para contagiaros de esta contemplación enriquecedora del mundo que nos rodea, que practican miles y miles de personas en el planeta, y cuya belleza y verdad nos aguardan en cada rincón insospechado, he insertado aquí once fotografías correspondientes a mi actual colección de lepidópteros.

 

 

Invernada en la laguna de Cospeito

 

  

El pasado día 2 de enero he visitado la laguna de Cospeito, que de nuevo, un año más, se encuentra en su momento álgido para la observación de aves acuáticas. Estaba especialmente crecida por las fuertes lluvias estacionales. En relación a otros años no he contabilizado demasiadas especies, aunque desde luego sí más que en la época estival. En concreto, pude observar una gran cantidad de ánades reales (Anas platyrhynchos), algunas cercetas comunes (Anas crecca), algunos patos cuchara (Anas clypeata), una gran bandada de avefrías (Vanellus vanellus), así como un ejemplar de garza real (Ardea cinerea) y otro de porrón moñudo (Aythia fuligula), y un grupo de cormoranes (phalacrocorax carbo) situados sobre las ramas de unos árboles que hay en las islas centrales de la laguna. No había ni demasiada cantidad de especímenes ni demasiadas especies en relación a otras veces que allí he acudido en fechas similares, aunque es de prever que haya un aumento en la variedad y cantidad en este mes de enero y en el de febrero.

En la siguiente fotografía se pueden observar algunas anátidas al fondo y entre el centro y la derecha el grupo de cormoranes antes aludido: son unas aves grandes y negras que están situadas sobre un arbolito en posición contemplativa.

 

 

A continuación inserto una foto donde se puede apreciar un grupo de ánades reales -o azulones- (quizás la especie de anátida más común en el mundo y que además de invernar también cría en las inmediaciones de esta laguna). Los machos son los que tienen la cabeza de color verde hasta el cuello, y las hembras son de color marrón con manchas negras.

 

 

Para ya finalizar coloco aquí una fotografía donde se puede apreciar claramente el ejemplar de porrón moñudo -ave que genuinamente sólo está aquí de invernada, aunque se han registrado casos de cría y presencia estival en los humedales de esta comarca de A Terra Chá- : es el ave negra y blanca que está situada separada de los demás a la derecha de la imagen. Lamento no poder brindar unas imágenes más profesionales, pero para introducir el tema espero que resulten suficientes.

 

  

La garza real (Ardea cinerea)

  

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La garza real es una grande ave de la familia Ardeidae, cuyo nombre científico es Ardea cinerea. A esta misma familia pertenecen por ejemplo las garcetas grande, común y bueyera, así como el martinete, el avetoro y el avetorillo común. Algunas de estas aves, como el martinete (nictycorax nictycorax), tienen hábitos preferentemente crepusculares, aunque la especie que aquí me ocupa puede verse prácticamente a cualquiera hora del día. Si hay un rasgo que identifica a los ardéidos y que los diferencia por ejemplo de la familia de los cicónidos (a la cual pertenecen la cigüeña común –ciconia ciconia- o la cigüeña negra –ciconia nigra-) o de la familia threskiornithidae (a la que pertenecen las espátulas y los moritos) es que tanto en su posición de descanso y vigilancia, como en su posición de vuelo, suelen tener el cuello doblado en forma de S, mientras que las especies de otras familias lo suelen llevar extendido. Esto es fácil de comprobar si observamos por ejemplo la garza real y la comparamos con la muy corriente cigüeña común. 

La garza real tiene un tamaño desde la punta del pico hasta la punta de la cola de aproximadamente 90 cm., y es muy peculiar por su tonalidad grisácea, y su caperuza negra. Tiene un fuerte pico rosado. Su elevada estatura le ha dado ventaja evolutiva en las riberas de las lagunas y lagos de interior –su hábitat natural-, aunque también se puede ver en ríos y costas arenosas. Ese gran tamaño, unido a sus dos largas patas, le permiten capturar ranas y peces desde arriba, como quien pesca en una postura inmóvil desde una atalaya donde no es visto. Este es el típico caso de un comportamiento instintivo adquirido a partir de la evolución seleccionada por la naturaleza de unas variaciones aleatorias de nacimiento –en este caso la altura elevada y las patas largas, que comenzaron a aparecer en algún remoto ancestro de la garza real y de otras aves de gran tamaño que evolutivamente son primas entre sí-. Suelen criar en colonias.  Se distribuye por Europa y Asia, aunque también se puede ver por África, en menor medida.

  

Las abejas, la selección natural, la complejidad (2) y las matemáticas

 

abejas

 

Introducción

Es indudable que existe una relación de coexistencia en la naturaleza entre los conceptos que designan las cuatro palabras que aparecen como título de este artículo.

Para empezar, hablaré de las costumbres de la abeja de la miel (apis mellifera). Es de sobra conocido que las abejas tienen un comportamiento que aparentemente parece indicar la existencia de una gran inteligencia en estos alados insectos, y que se manifiesta fundamentalmente entre otros en tres hechos, a saber, la perfección de los panales, el empleo de un baile de comunicación entre ellas, y la perfecta distribución del trabajo entre los miembros de una comunidad (colmena). Pero,…, ¿cómo es posible que exista tal inteligencia en unos insectos cuyos cerebros apenas ocupan la cabeza de un alfiler?. La respuesta a esta pregunta es sencillamente que tal inteligencia no es tal, esto es, no existe, sino que su comportamiento resulta de la emergencia de ciertos patrones en un sistema complejo en el que sus partículas constituyentes -las abejas- se relacionan entre sí mediante sustancias químicas, dando lugar a propiedades globales del sistema completo (el enjambre), y que a su vez realimentan en el propio comportamiento de las partículas. Es algo similar a lo que ocurre con otros insectos sociales como las hormigas o las termitas. Pero esto que aquí describo sucintamente merece un análisis más profundo, que acometeré en las siguientes secciones.

Las abejas y el problema isoperimétrico

Ya en el libro “El origen de las especies”, escrito por Charles Darwin, y publicado en 1859, se hacía mención al fenómeno conocido como “problema isoperimétrico” aplicado a las abejas. Es un dato bien conocido que toda colmena está constituida por panales, y estos panales estan formados por celdillas exagonales, donde se deposita la miel o bien donde la abeja reina pone sus huevos, de los que saldrán nuevas abejas. En cada panal hay pues celdas en las que hay miel almacenada, convenientemente sellada mediante una capa de cera, o bien una futura abeja en su etapa de cría.

¿Por qué las abejas construyen celdas y por qué las hacen exagonales?. La respuesta a esto tiene que ver con la selección natural y con un conocido problema matemático conocido como problema isoperimétrico. Este problema se enuncia del siguiente modo… de todos los polígonos de igual perímetro, ¿cuál de ellos tiene más superficie?… La respuesta a este interrogante es el círculo.

Ahora bien, con círculos no podemos recubrir el plano, quedarían muchos intersticios sin cubrir, y tendrían que usarse diferentes tamaños de círculos para aproximarnos a un plano casi cubierto. Si quisiéramos una solución efectiva y lo más sencilla posible, deberíamos utilizar todas las figuras iguales y regulares, para que el recubrimiento pudiese ser un proceso repetitivo y rutinario…¿Qué figuras regulares planas recubren el plano?…Pues la respuesta a esto, es que para teselar el plano (teselación es lo mismo que recubrimiento del plano) podemos emplear triángulos, cuadrados, rectángulos o exágonos…Pero de estas figuras, y a igualdad de perímetro, ¿cuál es la que ocupa una mayor área?… La respuesta es el exágono, que es precisamente la figura que usan las abejas.

Usando el exágono, las abejas consiguen con un mínimo gasto de cera -lo cual conviene- un máximo almacenamiento de miel -lo cual también conviene de cara al duro invierno, en el que los alados insectos no tienen flores a las que acudir-. Se trata de producir el máximo de miel, a costa claro está del mínimo de cera. Por otra parte, el tamaño de las celdas viene fijado por las propias medidas físicas de cada abeja, no sólo por su tamaño operativo de trabajo sino también por el hecho de que en muchas de esas celdas se criarán otras abejas. ¿Por qué han llegado las abejas a construir los panales de este modo?. La respuesta está clara si utilizamos la teoría de la selección natural de Darwin… Los enjambres que construían sus panales con celdas exagonales tenían ventaja frente a los que no los construían así, pues con una mínima producción de cera podían almacenar una gran cantidad de miel para alimentarse en el invierno. De este modo, aquellos enajambres que desarrollaron la variación consistente en construir las celdas exagonales podrían sobrevivir en mayor medida frente a los que no la desarrollaron y terminaron por imponerse a los otros. Esto se fue amplificando a lo largo de los siglos y los genes implicados en tal comportamiento permanecieron hasta hoy en el código genético de las abejas.

 

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Las abejas y su comunicación mediante danzas

También es un hecho bien conocido que, en virtud a la especialización del trabajo en una colmena, las abejas obreras cuando buscan emplazamientos donde se halle alimento -néctar y pólen- , y hallan algún lugar propicio para obtenerlo, para  la posterior producción de miel, jalea o cera, avisan a sus compañeras obreras del lugar y la distancia de dicho alimento, y las que aprenden los datos informados vuelven a repetir el mensaje para que otras obreras se enteren.

Para esta comunicación, y también como resultado del azar y de la selección natural, utilizan una danza en la cual el modo de dibujar la figura en el panal denota la dirección y la mayor o menor vibración de la cola indica la distancia. ¿Por qué las abejas han aprendido esta técnica de comunicación?. Indudablemente, y como decía más arriba, un cerebro como la cabeza de un alfiler no puede acumular este conocimiento, es algo que está grabado en el ADN de las abejas y que empezó como variaciones (llamadas exaptaciones en el libro de Darwin), generadas mediante mutaciones en el código genético, que fueron seleccionadas por la propia naturaleza al proveer a los enjambres que las practicaban ventaja frente a otros en su contienda por el pólen y el néctar -recursos limitados implican contienda por ellos, así funciona la naturaleza, e implica supervivencia de los ejemplares (enjambres en este caso) mejor adaptados-. Todo esto fue mejorando a lo largo de las generaciones hasta la actualidad, siempre con la actuación lenta e invisible de la mano de la selección natural.

Las abejas y la especialización del trabajo

Otro aspecto a reseñar en los enjambres es el fenómeno de la división del trabajo, que también desarrollan otros insectos sociales. Evidentemente este es otro caso donde la selección natural ha actuado, pues está claro que evolutivamente y de cara a la supervivencia es preferible que haya abejas que acometan tareas únicas y bien definidas en vez de que todas las abejas sean capaces de desarrollar todas las tareas de una colmena -entre otras cosas serían animales mucho más complicados y la naturaleza siempre provee de soluciones lo más sencillas posibles, siempre al ritmo que marca la aparición de mutaciones (divergencia de caracteres), la recombinación genética y la selección natural.

Lo que yo pienso de todo esto. Especulaciones propias y el papel de las matemáticas para entender las abejas y su comportamiento.

La pregunta que pretendo contestar con estas especulaciones no es otra que el porqué de todos estos comportamientos, es decir, ¿cómo se ha llegado a dichos comportamientos actuales en la especie apis mellifera y en otros insectos sociales dotados de pequeñísimos cerebros?.

Para entender mi contestación a esta pregunta recomiendo que se lea primero el artículo que publiqué en esta misma bitácora sobre Alan Turing y los números computables.

En primer lugar, ¿cómo podemos modelar por ejemplo la danza de las abejas o el mecanismo de construcción de los panales?. Evidentemente se trata de procedimientos en los cuales ante un conjunto de entradas de información se obtiene una secuencia de salida -por ejemplo en el caso de la danza, las entradas serían las posiciones y distancias del alimento y la salida sería la secuencia obtenida por las posiciones sucesivas de la abeja en el baile y el ímpetu vibratorio del abdomen-. Estos procedimientos se denominan en matemáticas “algoritmos”.

Un algoritmo puede ser descrito mediante una máquina de Turing, la cual posee una tabla de configuraciones en que se refleja el comportamiento de la misma ante la secuencia de estados de configuración anteriores y ante unas determinadas entradas. Ante unos estímulos, la máquina, siempre en función de su estado, bascula su estado interno de configuración y da una salida. Y esto se va prolongando en el tiempo. Según esto, tanto la danza de las abejas como la construcción de panales son dos algoritmos matemáticos o se pueden ver así.

Ahora bien, ¿cómo han llegado las abejas a desarrollar estos algoritmos de forma espontánea si carecen de inteligencia o tienen muy poca?. La respuesta, como ya se puede intuir de los párrafos anteriores, se halla en la selección natural.

Pero,…, ¿cómo podríamos modelar esto matemáticamente de forma que fuera algo autoexplicativo?. A mí lo que se me ocurre es lo siguiente: la tabla de configuración que dirige el comportamiento de la máquina de Turing de cada algoritmo actual tiene una descripción estándar o número de descripción que la describe. Pues bien, podría imaginarse una máquina de Turing en la cual está implementado un algoritmo maestro de búsqueda del algoritmo óptimo, y que esta máquina maestra unida a una máquina universal dan lugar a la generación a un ritmo muy lento en el tiempo, con el paso de las generaciones, de nuevos algoritmos, descritos por su número de descripción estándar y que alimentan a la máquina de Turing Universal, capaz de reproducir la operativa indicada por esos números de descripción, con un ritmo de cambio de los algoritmos creados muy lento a medida que transcurren las generaciones. De este modo el funcionamiento en serie de las dos máquinas, primero la M del algoritmo maestro y luego la U (máquina universal), dan lugar en cada generación a un comportamiento a unas entradas determinadas y a un algoritmo de baile o de construcción de panales, según sea el caso.

¿Qué algoritmo estaría implementado en la máquina M?. Pues la respuesta no es difícil…Se trataría de un algoritmo genético…

Un algoritmo genético es un procedimiento en el cual se parte de un genotipo aleatorio (conjunto de genes -bits-), que tienen un número finito de parejas de seres, y mediante la mutación y la recombinación genética, cambiando algún bit, y mezclando los dos cortes de los genotipos de dos progenitores para dar un hijo, respectivamente, complementado con la selección natural -la cual se aplica obteniendo una medida de lo bien adaptado que estaría ese ser para sobrevivir en el ecosistema, y que daría lugar a una poda de los peor adaptados-; se van obteniendo nuevas generaciones de seres cada vez mejor adaptados para la supervivencia según el criterio establecido. Esto da lugar a una optimización del genotipo, que sería la que resolvería cada problema particular.

En el ejemplo que nos ocupa, el algoritmo genético implementado en la máquina M sería capaz de encontrar aquel genotipo óptimo (número de descripción estándar en este caso) que aplicado a la máquina U daría lugar al mejor algoritmo de danza o de construcción de celdillas. Por tanto, el algoritmo maestro o director que emplea la naturaleza para optimizar el comportamiento de las abejas, sería un algoritmo genético, y una medida de performance o grado de desempeño de cada genotipo obtenido en cada generación, probablemente sería el mayor grado de aproximación de la relación miel almacenada / cría almacenada a un valor en el que la miel diera exactamente para sobrevivir en el invierno y alimentar la colmena, pues en ese caso en el que no habría mucho excedente de miel sino sólo el estrictamente necesario se conseguiría un máximo de la cría obtenida y un máximo en el tamaño del enjambre en la siguiente generación -mayor tamaño = mayores posibilidades de sobrevivir-.

De todas maneras, esto también se podría modelar de una forma más real o natural si se quiere, añadiendo un nivel más : habría una tercera máquina P que utilizaría un algoritmo genético también y  en la cual se decidiría la relación óptima celdas ocupadas con miel / celdas ocupadas con cría, para una razón de partida aleatoria, o mejor aún, y de manera equivalente a eso, las propias máquinas M, con sus números de descripción estándar específicos (genotipos individuales) competirían y serían los individuos de un super-algoritmo genético que los tuviese dentro de sí como seres evolucionantes, y que tomase como medida de performance la supervivencia del enjambre en un mayor número de generaciones.