Los primeros animales oían con sus pulmones

CHRISTIAN BECH CHRISTENSEN/AARHUS UNIVERSITY IN DENMARK

La salamandra está dando pistas sobre la audición en los primeros animales terrestres.

Fuente: AAAS
Por Monique Brouillette 
4 de Febrero de 2015
Traducido por Carlos Chocontá

Cuando las primeras criaturas cuadrúpedas salieron del mar hace unos 375 millones de años, la transición no fue suave. No sólo tuvieron que ajustarse a la gravedad y a un ambiente seco, sino también tuvieron que esperar 100 millones de años más para evolucionar un oído completamente funcional. Pero dos nuevos estudios muestran que esas criaturas no eran sordas. En cambio, puede que hayan usado sus pulmones para escuchar.

Los peces oyen fácilmente en el agua, ya que el sonido viaja como onda de vibración que pasa libre hasta su oído interno. Sin embargo si se saca del agua a un pez, la diferencia en la densidad del aire y los tejidos es tan grande que las ondas sonoras se reflejarán, en su mayoría. El oído moderno se adaptó al recibir ondas sonoras mediante una membrana elástica (el tímpano), haciéndola vibrar. pero sin esta adaptación ¿cómo oían los primeros animales terrestres?

Para responder a esta pregunta un equipo de investigadores daneses analizó a uno de los parientes cercanos de las primeras criaturas terrestres que aun existen, el dipnoo africano, o pez pulmonado (Protopterus annectens). Como el nombre sugiere, este pez está equipado con un par de pulmones que respiran aire. Pero como los primeros animales que caminaron en tierra, carece de oído medio. Los investigadores querían determinar si el pez podía sentir ondas de presión sonora en el agua, así que llenaron un tubo largo de metal con agua y colocaron un parlante en un extremo. Ellos reprodujeron sonidos en el tubo en un rango de frecuencias y cuidadosamente pusieron el pez en áreas del tubo donde la presión sonora era alta. Al monitorear el cerebro y la actividad nerviosa auditiva en el pez, los investigadores se sorprendieron al descubrir que el pez podía detectar ondas de presión en frecuencias mayores a 200 Hz.

Los científicos crearon la hipótesis de que los pulmones llenos de aire del pez serían responsables, ya que el aire dentro de ellos responde a ondas móviles de presión. Sin embargo para confirmar esta hipótesis, ellos debían demostrar que el aire en los pulmones vibra en un rango de frecuencias que el sistema auditivo del pez puede detectar. Usando rayos X, lo hicieron, mostrando que los pulmones resonaban a cerca de 300 Hz, ajustándose a la sensibilidad de la audición del pez. Los investigadores también midieron la audición del pez en el aire, y para su sorpresa resultó que el pez no era completamente sordo, ellos reportaron en The Journal of Experimental Biology.

En una segunda investigación, publicada en Proceedings of the Royal Society B, los mismos científicos analizaron salamandras cuyo oído tiene una configuración como la que se encuentra en fósiles de primeros animales terrestres, permitiéndoles encontrar pistas de cómo los primeros cuadrúpedos podrían haber oído. Los oídos de esos animales se parecen a los de las ranas, con ausencia de tímpano pero con huesecillos auditivos internos.

Los investigadores repitieron los experimentos con las salamandras y encontraron que eran capaces de detectar presión sonora a frecuencias mayores a 120 Hz en el agua. Como con el pez, los pulmones de las salamandras vibraron en un rango de frecuencias que podían escuchar. A pesar de tener un oído medio funcional, estos animales sienten la presión sonora mejor que sus predecesores.

Esta investigación demuestra que los primeros animales terrestres "sin adaptación obvia para la audición, sin embargo podían captar ondas sonoras ayudados por una bolsa de aire [como un pulmón]", dice Jennifer Clark, paleontóloga de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, quien no estuvo involucrada en el trabajo.

Juntos, estos resultados sugieren que los primero animales terrestres podrían haber sido capaces de oír sonidos cuando se asomaron a tierra firme, ayudados por sus pulmones recientemente formados. "Los pulmones empezaron a aparecer en peces en el agua cuando ellos desarrollaron respiración de aire en respuesta a los bajos niveles de oxigeno en el agua hace 350 a 400 millones de años" dice el autor del estudio Peter Madsen, biólogo de Aarhus University en Dinamarca. El dice que cualquier animal con pulmones llenos de aire que vibra en respuesta a ondas de presión "oirá presión en el agua lo quiera o no". Mas aún, la audición aérea de los dipnoi y las salamandras sugiere que los primero animales terrestres oían lo suficientemente bien en el aire para proveer un paso evolutivo hacia el oído medio.