¡Los peces también cantan!

Seguramente, muchos de vosotros pensaréis que los únicos seres vivos realmente capaces de cantar son los insectos, los anfibios, los mamíferos y los pájaros, pero ¿y si os digo que no son los únicos con esa capacidad? Los peces también tienen su propio papel en este fascinante repertorio de sonidos, aunque a su manera. Muchos peces son capaces de producir una variedad de sonidos que cumplen funciones cruciales en su comportamiento social. Quién imaginaría que un arrecife de coral podría ser una ruidosa metrópolis.

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Autor: @ciencia_verde

8/30/202410 min read

Todos unos cantores

Aunque pueda parecer sorprendente, muchos peces son verdaderos expertos en la producción de sonidos. A diferencia de los animales terrestres, que emiten sonidos a través del movimiento del aire, los peces han desarrollado métodos únicos de comunicación acústica. Estos vertebrados acuáticos son los únicos que emplean una variedad de sistemas mecánicos para generar sonidos sin depender del aire. Utilizan mecanismos como la vibración de músculos en su vejiga natatoria o la fricción entre partes de su esqueleto para comunicarse, lo que los convierte en un grupo fascinante para el estudio de la bioacústica.

Figura 1: Damisela de tres bandas (Dascyllus aruanus), un ejemplo de un pez cantor. Créditos de la imagen a sus respectivos autores.

Es posible que los primeros vertebrados en desarrollar la capacidad de producir sonidos fueran peces primitivos, organismos que habitaron los océanos hace millones de años. Estos peces ya disponían de mecanismos para generar sonidos en su entorno acuático, aprovechando las características del agua como medio de transmisión.

Sin embargo, cuando algunos de estos vertebrados comenzaron a colonizar la tierra firme, se enfrentaron a un reto significativo: los métodos de producción sonora eficaces en el agua resultaban inadecuados en el aire, un medio mucho menos denso. En respuesta a este desafío, los primeros vertebrados terrestres debieron "reinventar" sus formas de comunicación acústica, adaptando sus sistemas para generar y transmitir señales sonoras en un ambiente aéreo. Este proceso de adaptación fue un hito fundamental en la evolución de la comunicación entre los vertebrados, permitiendo que sus señales alcanzaran mayores distancias en el nuevo entorno.

Figura 2: Representación de Ichthyostega. Créditos de la imagen a sus respectivos autores.

Además, no todos los peces utilizan el mismo mecanismo para producir sonidos. De hecho, entre las más de 30,000 especies de peces que existen hoy en día, se han desarrollado diversas formas de generar sonidos.

Figura 3: Comportamiento sonífero mapeado en el árbol filogenético de familias de actinopterigios. El árbol muestra tres líneas diferentes de evidencia para el comportamiento sonífero utilizado aquí y su distribución filogenética. El árbol se ha podado desde la filogenia a nivel de especie de Rabosky et al. (2018) hasta el nivel de familias aquí.

Aunque muchas especies de peces pueden producir una variedad de sonidos, la comunicación social mediante señales acústicas se encuentra predominantemente en un número limitado de familias. En ciertos grupos taxonómicos, como Doradidae, Bragridae, Pimelodidae, Batrachoididae, Gadidae, Sciaenidae, Holocentridae, Pomacentridae y Carapidae, prácticamente todas las especies, o la mayoría de ellas, han desarrollado la capacidad de utilizar sonidos como medio de comunicación.

Figura 4: Panel fotográfico compuesto por nueve imágenes individuales, etiquetada con una letra (A-I) para su identificación. (A) Platydoras armatulus, (B) Mystus bocourti, (C) Pimelodus pictus, (D) Opsanus tau, (E) Gadus morhua (F) Sciaenops ocellatus (G) Holocentrus adscensionis (H) Amphiprion ocellaris (I) Carapus acus. Créditos de las imágenes a sus respectivos autores.

Sin embargo, existen especies mudas, como podrían ser el grupo de las carpas (ciprínidos), los cuales son mayormente mudos. Unas pocas especies, sin embargo, son capaces de producir sonidos socialmente relevantes, como el pez cabeza de oveja (Cyprinodon variegatus).

Figura 5: Pez cabeza de oveja (Cyprinodon variegatus), uno de los pocas especies con capacidad de producir sonidos, pertenecientes al grupo de las carpas (ciprínidos). Crédito de la imagen a sus respectivos autores.

La llave maestra de su canto

Probablemente el mecanismo mejor conocido para la producción de sonidos en peces sea la vejiga natatoria, una cámara llena de gas en la cavidad abdominal de la mayoría de los peces óseos, excepto los condrictios (peces de esqueleto cartilaginoso, como los tiburones, y las rayas).

Figura 6: Tiburón toro (Carcharhinus leucas). Créditos de la imagen a Marcel Gubern.

Las vejigas natatorias juegan un papel clave en la producción de sonido en los peces, y se utilizan de diversas maneras para este propósito. Uno de los métodos más conocidos es la vibración de la vejiga natatoria mediante contracciones de músculos especializados, llamados músculos de tambor o músculos sónicos.

Figura 7: Vejiga natatoria de la corvina de Boesman (Boesmania microlepis) que muestra su ubicación en la cavidad abdominal. (A) Radiografía que ilustra la pendiente descendente de la vejiga natatoria, común en muchos peces. La estructura blanca en la cabeza es el otolito sacular (el "hueso del oído"). (B) vista ventral de la vejiga natatoria (SB) que ilustra los divertículos laterales (D) y el músculo sónico (SM). Nótese la gruesa cubierta blanca de la vejiga y la "cola de pato" en la parte posterior. De Hin Kiu Mok.

Dependiendo de cómo estén unidos a la vejiga natatoria, estos músculos se dividen en dos tipos principales. Los músculos de tambor intrínsecos se conectan únicamente a las paredes internas de la vejiga, sin un punto de origen o inserción definido fuera de esta estructura. Por otro lado, los músculos extrínsecos tienen su origen en otras partes del cuerpo, como el cráneo, las costillas o las vértebras, y a veces incluso en los músculos circundantes.

Algunos peces, como el pez león (Pterois) y las gallinetas (Triglidae), cuentan con ambos tipos de músculos, tanto intrínsecos como extrínsecos. En ciertos casos, los músculos sónicos no tocan directamente la vejiga natatoria, sino que la vibran indirectamente a través de estructuras adicionales, como placas óseas.

Figura 8: Pez león (Pterois antennata). Créditos de la imagen a sus respectivos autores.

Figura 9: Perlón de aleta azul (Chelidonichthys kumu). Créditos de la imagen a Duncan Pritchard.

Además de la acción de los músculos de tambor, la vejiga natatoria puede ser excitada golpeando o frotando las aletas pectorales contra áreas de la pared corporal que la cubren. En la gran mayoría de casos, se ha asumido que las vejigas natatorias actúan como resonadores que amplifican sonidos producidos por otros mecanismos, como la estridulación, cuando se frotan las partes duras del esqueleto o los dientes, por ejemplo, al frotar un proceso en la base de la espina pectoral en los bagres contra la cintura pectoral.

Figura 10: Micrografías electrónicas de barrido de la espina pectoral de un bagre de canal (Ictalurus punctatus). (A) Vista dorsal de la espina pectoral izquierda. La parte proximal está hacia la parte superior, y la parte posterior está hacia la derecha. La espina se curva suavemente hacia atrás y termina en una punta afilada, y su base se articula con la cintura pectoral. (B) Vista posteriormedial de la base de la espina y sus procesos. El proceso dorsal (D) apunta dorsolateralmente y tiene una apariencia de panal, mientras que los procesos anterior (A) y ventral (V) apuntan medialmente. Fine et al (1997).

Es evidente que tal tremenda diversidad, proporciona una innumerable cantidad de ejemplos de evolución convergente, donde especies no relacionadas han desarrollado características similares de manera independiente. Estas estructuras incluyen desde la modificación de los músculos asociados con la vejiga natatoria hasta la adaptación de las aletas y los huesos del esqueleto para producir sonidos, y en la gran mayoría de casos la producción de sonidos está ligada a comportamiento específicos como la comunicación durante el apareamiento, la defensa del territorio, o la intimidación de depredadores (aunque se requeriría de más estudios para apoyar esta hipótesis).

Especificidad de sonidos en peces

La mayoría de los sonidos de peces son una serie de pulsos que varían en espectro de frecuencia y duración, y se emiten con diferentes patrones temporales. Algunos sonidos de mayor duración también pueden tener una estructura armónica bien desarrollada. Además, muchos sonidos de peces son específicos de la especie, lo que permite una posible identificación de las llamadas, similar a los cantos de las aves.

Figura 11: Oscilogramas (Voltaje contra tiempo) de sonidos representativos de una piraña (Pygocentrus), dos damiselas pomacéntridos (Amphiprion y Dascyllus), un pez sapo (Opsanus), un pez anguila (Ophidion) y un pez mariposa (Heniochus). Los sonidos de la piraña y el pez sapo son tonales, mientras que los demás consisten en una serie de pulsos con varios patrones de atenuación. De Fine y Parmentier (2015).

Los ruidosos arrecifes de coral

Los peces de arrecife diurnos rara vez se observan transitando entre hábitats en aguas abiertas durante el día. Sim embargo, la migración diurna entre hábitats es un fenómeno bien documentado en una amplia variedad de especies de peces de arrecife de coral, que ocurre principalmente durante los periodos crepusculares y nocturnos.

Esta migración incluye a muchos peces de hábitos nocturnos, como los peces cardenales de Bangai (Pterapogon kaudemi) y los peces ardilla (Holocentridae), que salen en busca de alimento en hábitats alejados del arrecife durante la noche, pero regresan a los arrecifes de coral para refugiarse durante el día.

Figura 12: Pez cardenal de Banggai (Pterapogon kaudemi). Créditos de la imagen a sus respectivos autores.

Figura 13: Pez ardilla (Holocentrus adscensionis). Créditos de la imagen a Thomas Menut.

Un ejemplo de este comportamiento es el pargo gris (Lutjanus griseus), al igual que muchos otros miembros de la familia Lutjanidae.

Figura 14: Pargo gris (Lutjanus griseus). Créditos de la imagen a sus respectivos autores.

Estas migraciones diarias ocurren en condiciones de baja luz para reducir el riesgo de depredación. En estas circunstancias, las señales que podrían orientar a los peces son las señales químicas y acústicas, ya que ambas pueden operar a distancias superiores a los 100 metros. Además, estos tipos de señales tienen el potencial de proporcionar información no solo sobre la dirección, sino también sobre el tipo de hábitat del que provienen.

La baja atenuación del sonido en el agua permite que las señales acústicas se propaguen rápidamente a través de grandes distancias, independientemente del movimiento del agua. Además, los distintos hábitats pueden caracterizarse por las señales acústica que producen, debido a las diferencias en los ruidos biológicos generados por la fauna residente en estos entorno. Por ejemplo ejemplo, la contribución de camarones de chasquidos, erizos, peces y otros organismos productores de ruido varían en hábitats. Estas diferencias acústicas únicas brindan la posibilidad de que el sonido submarino específico de cada hábitat se convierta en una señal de orientación efectiva para los peces durante sus migraciones.

Figura 15: Arrecife de coral. Créditos de la imagen a sus respectivos autores

Sin embargo, a pesar del valor potencial de estas señales de orientación específicas del hábitat, hay pocas pruebas empíricas directas de que los que peces de arrecifes usen estas señales acústicas para localizar o evitar hábitats específicos. Aunque se ha demostrado que algunas especies se orientan hacia el sonido de los arrecifes de coral, como es el caso de los peces triple aleta (Tripterygiidae).

Figura 16: Gráfico de barras que compara la cantidad media de larvas de peces capturadas por trampa en tratamientos con sonido y en silencio. De Tolimieri et al (2000).

Por lo tanto, se podría considerar como una evidencia lo suficientemente sólida para poder afirmar que el sonido es una señal de orientación crucial en el ciclo de vida de estos peces.

Conclusión

En definitiva, los peces han demostrado ser verdaderos innovadores en el ámbito de la comunicación acústica, desafiando nuestra percepción de quiénes pueden "cantar" en el reino animal. Son un ejemplo destacado de evolución convergente, donde especies no relacionadas han desarrollado adaptaciones similares de manera independiente. Además, los peces tienen la capacidad de producir sonidos específicos para cada especie, que varían en frecuencia, duración y estructura armónica. Esta sofisticación comunicativa es realmente, comparable en complejidad a la de los pájaros.