martes, 4 de agosto de 2009

El gran pico del tucán se explica por principios de diseño

Los tucanes pueden alterar el flujo de la sangre a través de sus enormes picos, que constituyen del 30 al 50% de su área corporal. El efecto es muy significativo: en la actualidad se comprende que el pico del tucán realiza una contribución fundamental a la termorregulación.


Escenas de tucanes
Fuente: National Geographic en YouTube


Las investigaciones recién publicadas se tienen que considerar en el contexto histórico, porque han sido muchos los que han discurrido acerca de este pico tan insólitamente grande (el tucán tiene el pico más grande de las aves en relación con el tamaño corporal). Los autores llaman la atención a las especulaciones que se habían propuesto como explicaciones:

«En la galería de las rarezas animales, el pico gigante del tucán es el ejemplo de exageración en medio de las aves, y ha sido objeto de debate desde que Buffon lo calificó de apéndice “burdamente monstruoso”. Incluso Darwin se mostró intrigado, diciendo que “los tucanes pueden deber el enorme tamaño de sus picos a la selección sexual, con el fin de exhibir las vívidas y diversificadas bandas de color con las que están ornamentados estos órganos”. Explicaciones más recientes para este desmesurado pico incluyen la función de pelar frutos, depredación de nidos, selección social en el contexto de la defensa del territorio, y, finalmente, para servir como advertencia visual.»

Ya que estamos en el año de Darwin, es preciso destacar sus comentarios, hechos como parte de un argumento proponiendo la selección sexual. La justificación que ofrece para su interpretación era (a) que la idea no es increíble; y (b) que no hay una mayor improbabilidad en pensar que los tucanes tengan picos grandes debido a la selección sexual que en pensar que los faisanes macho estén «recargados con plumas» por la misma razón.

«Esto me lleva a observar que no es en absoluto increíble que los tucanes pueden deber el enorme tamaño de sus picos a la selección sexual, con el fin de exhibir las vívidas y diversificadas bandas de color con las que están ornamentados estos órganos. La piel desnuda en la base del pico y alrededor de los ojos también esta a menudo dotada de colores brillantes; y el Sr. Gould, al referirse a una especie, dice que los colores del pico “son indudablemente de lo más excelente y en el estado más brillante durante el tiempo del apareamiento”. No hay una mayor improbabilidad en que los tucanes estén recargados con unos picos inmensos, aunque hechos tan ligeros como sea posible mediante su estructura reticulada, para un objeto que falsamente nos parece poco importante, esto es, la exhibición de unos hermosos colores, que el que el faisán macho Argus y otras aves deban ir recargados con plumas tan largas que les estorban el vuelo.»

(Darwin, C. R. 1871. The descent of man, and selection in relation to sex.
Londres: John Murray. Volumen 2. 1ª edition. Capítulo 16.
Las palabras que se citan se encuentran en la página 227).

La razón por la que muchos no han encontrado convincente esta hipótesis es que tanto los tucanes machos como sus hembras tienen un enorme tamaño de pico, y que ambos sexos tienen picos con colores brillantes. Las otras hipótesis que se han explorado no han tenido mejor suerte. Tomemos la idea del pelado de los frutos; los tucanes comen frutos, pero, ¿es ventajoso tener un pico tan grande para esto? Hay muchas aves frugívoras, pero ninguna de ellas exhibe picos que destaquen por grandes. Antes de pasar a considerar las recientes investigaciones, será bueno detenernos a reflexionar acerca del paradigma adaptativo. Lo que los darwinistas han hecho ha sido persuadir a la gente a pensar que las especulaciones verosímiles merecen ser consideradas como ciencia. El probado y consolidado método empírico ha sido sustituido por cuentos y narraciones que han pasado a formar la base de la «ciencia» adaptativa. La gente piensa que el punto fuerte de Darwin era su conocimiento detallado de observaciones empíricas, pero este caso ayuda a ilustrar por qué esta percepción es falsa. La teoría de Darwin no surge de los datos, sino que fue introducida como un filtro interpretativo a través del que se contemplan los datos. Había numerosos casos que no encajaban, pero el público no lo percibió debido a la habilidad de Darwin para contar historias persuasivas.

Los investigadores actuales han documentado la función de termorregulación después de observar la red de vasos sanguíneos entre las partes córneas y óseas del pico del tucán. Y decidieron trabajar con el tucán toco porque es el que tiene el pico de mayor tamaño entre todos los tucanes.

«Su pico tiene una red de vasos sanguíneos superficiales que soportan la sustancia córnea llamada ramfoteca. Así, el pico del tucán combina todas las características importantes de un candidato a radiador térmico: es grande, sin aislamiento y está bien vascularizado. Sin embargo, es vital que el flujo de la sangre se pueda regular para controlar el intercambio de calor en el pico. Hemos examinado si el pico del tucán puede operar como una ventana térmica para pérdida de calor, capaz de ser “abierta” dentro de y por encima de la zona térmica neutral, y “cerrada” para conservar calor metabólico a temperaturas más bajas. Hemos usado termografía de infrarrojos para examinar los efectos del cambio de la temperatura ambiente en el perfil del intercambio de calor de diferentes regiones del cuerpo del ave.»

Los resultados fueron espectaculares:

«El pico radiaba una gran cantidad de calor a altas temperaturas y cuando el tucán volaba, lo que indica, a semejanza de como lo hacen los elefantes y los conejos con sus orejas, los tucanes inundan sus picos con sangre para enfriarla. A temperaturas más bajas, la diferencia entre la temperatura del aire y la del pico descendió, lo que significaba que los tucanes restringían el flujo de sangre a sus picos. Basado en su tamaño, el pico del tucán puede en teoría explicar cualquier cantidad entre un 5% a un 100% de la pérdida de calor corporal del ave [...]. Cuanto el tucán está volando, el pico es el radiador de calor más eficaz nunca visto, perdiendo cuatro veces más calor que el que produce el ave en reposo. Esto es un rendimiento alrededor de cuatro veces superior al de las orejas de los elefantes o al de los picos de los patos.»

Las explicaciones anteriores suponían adaptación, tanto si se proponía que era consecuencia de selección sexual, de pelado de frutos, de depredación de nidos, de selección social —por defensa del territorio o como advertencia visual. Estos análisis se revelan como excesivamente simplistas. Todos ellos suponían que lo único que era necesario explicar era el tamaño del pico. Una vez se encuentra un impulsor de cambio adaptativo, se inventa un nuevo cuento. La nueva explicación está llena de complejidad: el pico posee una estructura interna que involucra vascularidad, y el ave tiene la capacidad de regular el flujo de sangre de modo que lleva a cabo una termorregulación. Esto es un sistema integrado con mecanismos de realimentación —y esto no cae dentro de la mentalidad de «un impulsor—un rasgo» que ha dominado la forma de pensar de los adaptacionistas. Sin embargo, estos sistemas concuerdan perfectamente dentro del paradigma del designio, porque aquí reconocemos una información compleja especificada..

Heat Exchange from the Toucan Bill Reveals a Controllable Vascular Thermal Radiator [El intercambio de calor en el pico del tucán revela un radiador térmico vascular regulable]

Glenn J. Tattersall, Denis V. Andrade, y Augusto S. Abe - Science, 325, 24 julio 2009: 468-470.

Resumen: El tucán toco (Ramphastos toco), el miembro de mayor tamaño de la familia de los tucanes, posee el mayor pico de todas las aves en relación con el tamaño del cuerpo. Este rasgo exagerado ha sido objeto de diversas interpretaciones, desde que servía como ornamento sexual hasta que se trataba de una refinada adaptación para alimentarse. Sin embargo, resulta ser también un área significativa para el intercambio de calor. Aquí exponemos la extraordinaria capacidad del tucán toco para regular la distribución del calor mediante la modificación del flujo de la sangre, usando el pico como radiador térmico circunstancial. Nuestros resultados indican que el pico del tucán es, en relación con su tamaño, una de las ventanas térmicas más grandes del reino animal, rivalizando con las orejas de los elefantes en su capacidad de irradiar calor corporal.

Véase también:

Price, M. A Bird With a Big Air-Conditioning Bill [Un ave con un gran pico acondicionador de aire], ScienceNOW Daily News (23 julio 2009)


Fuente:
Access Research Network - Design principles explain the toucan's large bill 24/07/2009
Redacción: David Tyler © 2009 Access Research Network - www.arn.com
Traducción y adaptación: Santiago Escuain — © SEDIN 2009 -
www.sedin.org