El canto de las ballenas

 

Los mamíferos emiten sonidos cuando el flujo de aire hace que los pliegues de tejido emparejados en su laringe oscilen. Sin embargo, en las ballenas barbadas este flujo de aire toma un camino original, lo que les permite emitir sonidos de una manera previamente desconocida.

Además de por su enorme tamaño, las ballenas barbadas azules (Balaenoptera musculus) y jorobadas (Megaptera novaeangliae) son conocidas por su capacidad para cantar bajo el agua. Los cantos son producidos por un órgano situado en la laringe, aunque hasta este año no se ha conocido del todo la base anatómica del mecanismo que genera el sonido.

La laringe de los mamíferos es una estructura en forma de válvula situada al comienzo de la tráquea. Está diseñada para proteger las vías respiratorias de incursiones accidentales de alimentos, regular las presiones intratorácicas/abdominales y generar sonidos. Hasta ahora, se pensaba que las ballenas producían sonido gracias a unos pliegues laríngeos a los que el impulso del flujo de aire hacía vibrar. Pero en las ballenas barbadas a esos pliegues se superpone un cojín de material graso que aumenta la compresión del aire exhalado y hace que el pliegue vibre y genere sonido.

El canto de las ballenas barbadas nos ha fascinado desde que pudimos oírlo por primera vez gracias a las primeras grabaciones magnetofónicas subacuáticas. Pero durante mucho tiempo los navegantes estaban subyugados cuando escuchaban sonidos espeluznantes debajo de la cubierta que reverberaban a través del casco. Estas inquietantes melodías se atribuían a fantasmas, criaturas marinas míticas o simplemente a la imaginación de marineros borrachos. Por lo demás, se consideraba que el mar era un mundo silencioso.

Rorcual aliblanco, enano o Minke común (Balaenoptera acutorostrata)

Hasta la invención de los hidrófonos no se pudieron documentar los sonidos submarinos. Los primeros hidrófonos se utilizaron para localizar icebergs después de que el Titanic se hundiera en 1912. Los hidrófonos fueron modificados durante la Primera Guerra Mundial para detectar submarinos. Durante la Segunda Guerra Mundial y la Guerra Fría, se utilizaron estos dispositivos para rastrear los movimientos de los submarinos. Pero además del sonido propio de hélices y motores, en esas grabaciones también se podían escuchar sonidos naturales submarinos. Esas bandas sonoras fueron secretos militares hasta que los biólogos marinos tuvieron acceso y descubrieron que muchos de los sonidos eran producidos por ballenas.

Desde que se conocieron en la década de 1970, los científicos han intentado descubrir el método que utilizan los cetáceos para producir sonido. Las publicaciones anteriores a la década de 1960 describen la anatomía de las ballenas utilizando especímenes diseccionados después de que los animales quedaran varados en una playa o depositados en estaciones balleneras comerciales. Esos estudios incluían dibujos de la laringe de la ballena, pero no la asociaban a la producción de sonidos (que se desconocían) ni identificaron sus estructuras internas como cuerdas vocales. Se consideraba que las ballenas no tenían la capacidad de emitir sonidos y se decía que las ballenas carecían de cuerdas vocales.

Pero los estudios anatómicos han descubierto ahora que una estructura en forma de U en la laringe de la ballena es equivalente a las cuerdas vocales emparejadas y sus cartílagos de soporte de un mamífero terrestre. Se llama pliegue en U porque se asemeja a la esa letra cuando se observa desde arriba.

Las ballenas barbadas heredaron esta anatomía laríngea de los ancestros terrestres de Moby Dick, que se modificó durante el proceso de evolución hasta convertirse en una estructura original de los mamíferos marinos. A diferencia de las cuerdas vocales típicas de otros mamíferos, el pliegue en U de las ballenas está girado 90º hasta situarse en paralelo a la tráquea, con un espacio entre los "brazos" del pliegue en U que conduce a un saco de aire laríngeo.

Figura 1. Un método sorprendente para la generación de sonidos en ballenas. Las ballenas barbadas azules  y jorobadas usan la laringe para cantar.

Durante la respiración, el aire entra a través de los orificios y viaja por las fosas nasales hasta la laringe, la tráquea y los pulmones. Durante el canto, el aire fluye desde los pulmones hasta la laringe, donde pasa por debajo de un cojín de grasa y a través de un espacio rodeado por el pliegue en U para entrar en el saco de aire laríngeo. Cuando el saco de aire laríngeo se contrae, el aire se recicla de nuevo a los pulmones para su uso en la siguiente vocalización.

El modelo convencional de producción de sonido en la laringe implica vibración de pliegue a pliegue. El aire (flecha azul en la letra b de la Figura 1) pasa por debajo del cojín de grasa y hacia abajo a través del estrecho espacio entre los brazos del pliegue en U, generando vibraciones en las superficies internas opuestas del pliegue en U. Este modelo refleja el mecanismo de vocalización de los mamíferos terrestres, en el que las cuerdas vocales opuestas se mueven por el flujo de aire para generar sonido.

El nuevo análisis sugiere que el sonido se produce a través de un mecanismo diferente por la vibración de pliegues a grasa Fig. 1 c). Los autores proponen que el flujo de aire en el estrecho espacio entre cada brazo plegable en U y el cojín de grasa genera vibraciones en las superficies superiores de los pliegues que miran hacia el cojín de grasa. Sugieren que la mayoría de las ballenas barbadas usan solo este método de vibración de pliegues y grasa para producir sonido, aunque las ballenas jorobadas y de Groenlandia (Balaena mysticetus) podrían usar métodos de vibración de pliegue a pliegue y pliegues y grasa.

Mysticetos y Odontocetos son dos de los clados existentes de cetáceos

Aunque siguen existiendo algunas similitudes entre las laringes de las ballenas y las de los mamíferos terrestres, la fuente del canto de las ballenas y el mecanismo que utilizan para emitir sonidos son difíciles de identificar. Debido al gran tamaño de las ballenas barbadas, la anatomía y la función de sus estructuras vocales no pueden investigarse en cautiverio ni examinarse utilizando métodos de visualización modernos, como la endoscopia, o técnicas de imagen (incluida la tomografía computarizada o la resonancia magnética). 

Los cetáceo pequeños, como los delfines, que pueden estudiarse más fácilmente en cautividad, son modelos poco adecuados porque vocalizan en una frecuencia diferente a la de las ballenas barbadas y usan estructuras nasales en lugar de pliegues.

También queda por resolver una segunda cuestión. Las grabaciones de ballenas barbadas indican que una sola ballena puede emitir al menos dos sonidos diferentes simultáneamente. Esto es desconcertante. ¿Cómo pueden las ballenas hacer eso con un solo órgano vocal?