El canal acústico
El oído y el aparato emisor
El sistema auditivo o sistema de recepción del sonido está formado por:
- Oído externo: minúsculo orificio (apenas visible) situado tras el ojo. Por ejemplo, el oído del delfín mular está 5-6 cm por detrás del ojo y mide tan solo 2-3 mm de diámetro.
- Oído medio: tiene dos funciones que son fortalecer el sistema de transmisión del sonido y equilibrar la presión entre el oído interno y el externo.
- Oído interno: está compuesto por la cóclea que detiene el sonido.
El aparato emisor está compuesto por el orificio respiratorio o espiráculo, y los labios internos y externos que producen vibraciones.
Una de las particularidades de su sistema de emisión y recepción de los sonidos es que ni emiten gritos por la boca, debido a la carencia de cuerdas vocales, ni oyen a través del oído externo, ya que este es poco adecuado para recibir sonidos.
Ecolocalización o ecolocación
El término de ecolocalización se refiere a la capacidad de los odontocetos de localizar y discriminar objetos por las ondas acústicas de alta frecuencia que proyectan y escuchar sus ecos. Los odontocetos ecolocalizan produciendo sonidos chasqueantes para así recibir e interpretar el eco resultante.
La ecolocalización se basa en la emisión de un haz intenso de sonidos en forma de breves ráfagas de impulsos llamados “clics” que rebotan en un objeto y regresan en forma de eco proporcionando información sobre el objeto: el tamaño, forma, velocidad, distancia, dirección, e incluso un poco de la estructura interna de los objetos en el agua. La precisión de este sistema radica en la sensibilidad y direccionalidad de la audición de estos animales, así como la capacidad de utilizar una gama amplia de frecuencias.
Las ondas acústicas viajan a través del agua a una velocidad cerca de 1.5 km/seg, lo cual es 4.5 veces más rápido que el sonido que viaja a través del aire. Estas ondas acústicas rebotan en los objetos en el agua y regresan al delfín en forma de eco. El cerebro recibe las ondas acústicas en forma de impulsos nerviosos que retransmiten los mensajes del sonido y permiten al delfín interpretar los significados del sonido.
Los delfines necesitan la ecolocalización para orientarse al navegar, para localizar presas y cazar, para protegerse de los depredadores en aguas turbias o carentes de luz solar y para comunicarse. De hecho, en las aguas oscuras su sentido de la vista es casi nulo, pero no lo necesitan porque pueden detectar y perseguir presas rápidas mediante la emisión de los sonidos.
La mayoría de los cetáceos odontocetos pueden emitir sonidos de frecuencias muy altas. En este sentido, las frecuencias varían en relación con la especie, pero existen características generales en todos los delfines. Por ejemplo, éstos suelen comunicarse por señales de baja frecuencia, lo que incluye silbidos o chirridos; pero emiten altas frecuencias cuando se trata de usar la ecolocalización. Todo depende del contexto y el objetivo.
Los delfines ya se comunicaban hace 26 millones de años
El fósil de un oído de estos mamíferos ha puesto fecha al inicio de este desarrollo.
Millones de años antes de que los humanos caminaran sobre la Tierra, los delfines evolucionaron su propio sistema sensorial o de comunicación, un sistema único en el reino animal. Ahora, el fósil de un oído de estos mamíferos ha puesto fecha al inicio de este desarrollo.
Los delfines modernos y otras ballenas dentadas (un grupo conocido como odontocetos) utilizan frecuencias de sonar complejas o ‘ecolocalización’ para comunicarse entre sí, navegar por los mares profundos, y para cazar a sus presas. Son los únicos mamíferos marinos que han desarrollado la capacidad de escuchar y analizar este tipo de sonidos de alta frecuencia.
Sin embargo, los científicos no sabían, hasta ahora, cuándo empezó la evolución de esta increíble capacidad. Ha sido un equipo de científicos de la Universidad de Monash y del Museo Victoria quienes han resuelto este enigma tras un estudio que ha sido publicado enRoyal Society Biology Letters.
Para ello usaron el fósil del hueso del oído de un xenorophidae (uno de los primeros odontocetos), que se encontraba en el Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsonian. Usaron la tecnología de escaneo CT para observar en el interior y dataron la pieza en 26 millones de años.
OÍDO INTERNO
«Cuando vi por primera vez en el oído interno del xenorophid, me quedé impresionado por lo increíblemente similares que eran a los de una vieja ballena dentada», ha indicado uno de los autores principales, Travis Park.
Esto significa que incluso los más antiguos antepasados de las ballenas y delfines dentados actuales habrían sintonizado oídos para oír el sonido de alta frecuencia que utilizan y, por lo tanto, ya tendrían la capacidad de ecolocalizar al igual que sus parientes vivos.
Los expertos han indicado que este es un descubrimiento importante que ayuda a comprender el momento de la aparición de la ecolocalización, que se considera un ingrediente esencial en el éxito evolutivo de los odontocetos, permitiendo que se propaguen a todos los rincones del mundo y convertirse en el más diverso de todos los mamíferos marinos en el proceso.
Hay una teoría de que el delfín tiene dos sistemas de audición. Uno está dedicado a la comunicación, los silbidos y otros ruidos que hacen en entornos sociales. Los científicos creen que el otro es un sistema pasivo que tiene consideraciones especiales de sincronización en una parte del cerebro que se activa cuando empiezan a ecolocalizar. Cuando los delfines generan un clic, de alguna manera saben cuándo el eco volverá, y que pueden ignorar otras señales entrantes hasta que reciben el eco.
Otros estudios mostraron que los delfines pueden utilizar su sonar durante 15 días seguidos con una precisión casi perfecta. Algunos delfines de río están desprovistos del sentido de la vista y dependen de su ecolocalización.
El cerebro humano sólo es capaz de captar veinte o treinta señales por segundo, pero el delfín puede distinguir hasta setecientas. Por esa razón, los sonidos que el delfín produce nos parecen chasquidos. El delfín ve el sonido.
¿Dónde se originan otro tipo de sonidos en el delfín?
A pesar de las abundantes investigaciones realizadas sobre los sonidos, aún se desconoce su lugar de origen. En la actualidad, los científicos, gracias a las tomografías computarizadas (escáneres TC), han localizado el origen de los agudos clics que los delfines utilizan en la ecolocación.
El físico James L. Aroyan, el biólogo marino Ted W. Cranford y sus colaboradores utilizaron un superordenador para simular el efecto que estas estructuras, por separado y combinadas, producían en un clic de delfín simulado procedente de tres puntos del interior de su cabeza. En el modelo, los científicos desplazaron la fuente de sonido y registraron el patrón de sonido que emanaba de la cabeza. El cráneo por sí solo concentraba el sonido hacia arriba y hacia delante. Al añadir los sacos aéreos que contienen una interfase tejido-aire particularmente efectiva para reflejar el sonido, la estructura concentraba el clic resultante un poco más hacia delante. El cráneo y los sacos aéreos parecen actuar como el espejo acústico, reflejando el sonido como el espejo curvo de una linterna refleja de luz en un haz condensado y direccional. El melón concentra de forma precisa el sonido en un haz más intenso dirigido hacia la parte superior y anterior del hocico del delfín. Al desplazar la fuente de sonido, descubrieron que la fuente de producción de clics más probable era una estructura que los científicos denominan labios de mono (ubicados en el orificio nasal). Por tanto, para producir un sonido, un delfín exhala aire a alta presión por sus conductos nasales hasta el orificio nasal. El sonido rebota en el cráneo y los sacos aéreos y pasa a través del melón hacia el agua como un haz muy concentrado de energía sonora.
- Silbidos: se desarrollan durante el primer año de vida y permanecen estables durante nueve años o más. Se producen sobre todo durante las interacciones sociales. No se tratan de vocalizaciones, como en el hombre, sino de modulaciones de frecuencia. Los silbidos suelen ser cortos (se dan cuando el animal oye a otro y se para a escuchar, o cuando está muy atento a las señales del entorno) o continuos (son los silbidos específicos. Un delfín es capaz de identificar en medio segundo el silbido de otro).
Varios investigadores, al escuchar los silbidos de más de un centenar de delfines, llegaron a la conclusión de que los delfines no escogen un sonido de una serie determinada de silbidos, sino que desarrollan su propio silbido individual conocido con el nombre de silbido-firma, el cual con el tiempo se convierte en algo estereotipado.
También, se ha comprobado que las hembras producen menos silbidos distintos que los machos. Esto se debe a que con un menor repertorio sónico las crías puedan reconocer a la madre con facilidad y sin problemas de confusión; además de facilitar a la cría qué silbido hacer y cuál no.
- Chasquidos: son sonidos cortos del tipo de las pulsaciones.
- Sonidos de pulsión o impulsos sonoros: no solo son utilizados en la ecolocación, sino también en otros contextos. Por tanto, cuando se producen estos impulsos en una escala muy alta y modulados en su frecuencia y su amplitud, obtenemos una gran variedad de vocalizaciones como chillidos, graznidos, gritos, zumbidos, etc.
A pesar del escaso estudio de la comunicación vocal de los delfines se ha considerado que muchos de estos sonidos de pulsión tienen impacto táctil, puesto que muchas especies de delfines parece que sacuden, pinchan o acarician a otros con el sonido. Pueden producir sonidos máximos que van de los 207 a los 228 decibelios, justo por debajo del límite de sonido en el agua, además estas vocalizaciones van a veces dirigidas a la frente de otros animales, o a otra parte concreta del cuerpo del animal (por ejemplo, la ecolocación intensa dirigida a la zona genital, precedente al apareamiento), y también se envían sonidos unos a otros para agredir o jugar.
- Sonidos no vocálicos: constituyen otra gran variedad de sonidos que tienen valor comunicativo al manifestarse en determinadas situaciones. Por ejemplo, el golpeteo del agua con las aletas, la cabeza o el cuerpo entero para conducir al grupo. Los delfines realizan saltos y golpes sobre todo por la noche cuando el grupo estaba disperso o buscando alimento. El alboroto de palmoteos y salpicaduras significa que un subgrupo ha encontrado un banco de peces, por lo que avisa al resto del grupo.
Este repertorio de sonidos puede ser oído tanto dentro como fuera del agua. En cautividad se interpretan como signos de frustración o enfado, los cuales no se dan en libertad.
