Los murciélagos son animales caracterizados por el vuelo propulsado, siendo los únicos mamíferos con esta característica; el resto son mamíferos planeadores, como el Petaurus breviceps, que no está relacionado evolutivamente con los murciélagos.
Otra característica de los murciélagos es la capacidad de ecolocalizarse. Este es un grupo enigmático en cuanto al origen de estas importantes características, ya que no hay evidencia sólida que pueda afirmar su origen verdadero. Por ello, en este ensayo se analizarán las evidencias y los indicios que nos pueden ayudar a llegar a una posible hipótesis factible, dando una opinión final acerca de cuál podría ser la hipótesis más acertada o real.
La forma y función aerodinámica del cuerpo de los murciélagos les permite un vuelo propulsado, con movimiento constante de las alas. Esto ha sucedido tres veces en la historia evolutiva de los animales en general, siendo los otros tres grupos: insectos, pterosaurios y aves.
El vuelo de los insectos es desordenado e impredecible, con cambios repentinos en la dirección, debido a los músculos unidos a las alas y las articulaciones en las mismas (alas membranosas y muy delgadas). El vuelo de los pterosaurios (reptiles voladores) depende de las fibras de queratina en sus alas, las cuales eran muy gruesas y resistentes, además de tener húmeros (hueso fundamental en la estructura del brazo) extremadamente sólidos y macizos que soportaban su vuelo. El otro grupo, las aves, se caracteriza por tener huesos huecos, lo que aligera su peso, pero al igual que los murciélagos, tienden a tener variaciones en su modo de vuelo (por ejemplo, al comparar un colibrí y un águila) dependiendo de la morfología específica de sus alas.
.jpg)
El vuelo de los murciélagos claramente se basa en sus alas, en las cuales observamos patagios (estructuras membrano sas que aumentan su aerodinámica) y en los fuertes músculos de la espalda, los cuales están anclados a sus omóplatos (bien desarrollados en relación con el tamaño del cuerpo) y al esternón. Sin embargo, los murciélagos pueden variar en su morfología (alas, uropatagio, cola, etc.) dependiendo de las adaptaciones que deban hacer a su vuelo, de forma similar a las aves, como se menciona anteriormente. Por ejemplo, las alas cortas y anchas (características de especies como el murciélago grande de herradura, Rhinolophus ferrumequinum) están mejor adaptadas a virajes y giros cerrados, necesarios en la caza dentro de bosques y vegetación, favoreciendo así a la especie. Mientras que las alas estrechas y más alargadas (características de especies como el nóctulo mayor, Nyctalus lasiopterus) favorecen un vuelo más rápido y prolongado, lo cual está más adecuado a los hábitos del murciélago, que se desarrollan en entornos sin muchos obstáculos ni vegetación.
También encontramos adaptaciones relacionadas con el nivel de desarrollo de los patagios, como podemos apreciar en el caso de los murciélagos piscívoros, que tienen un uropatagio (membrana ubicada en la parte trasera del murciélago) poco desarrollado para poder cazar adecuadamente en términos aerodinámicos en la superficie acuática.
Cabe resaltar que las alas de un murciélago son adaptaciones de sus "brazos" evolutivamente hablando, las cuales adaptan todos sus "dedos", alargándolos y aligerándolos, adaptándolos así al vuelo propulsado, lo cual resulta en huesos más livianos. Esto, a su vez, hace que un murciélago que cae al suelo muy probablemente muera (de ahí su peculiar manera de dormir), excepto algunos géneros como Mystacinidae y Desmodontinae, que pueden caminar en el suelo tranquilamente para luego retomar el vuelo. Teniendo en cuenta todo lo anterior, podemos decir que el vuelo del murciélago está directamente relacionado con sus necesidades y su nicho en general, como la dieta, el hábitat y otros factores. El vuelo propulsado y activo requiere de altas reservas de energía, lo que supone un obstáculo para los murciélagos a la hora de adaptarse a este estilo de vida. Sin embargo, con millones de años de evolución, lograron superar este obstáculo recurriendo a la táctica de la fosforilación oxidativa (proceso a nivel celular), la cual es capaz de producir una cantidad apropiada de energía para soportar las actividades diarias del murciélago. La fosforilación oxidativa generalmente produce daño en el ADN; sin embargo, los murciélagos se adaptaron a este método, desarrollando genes encargados de la reparación del ADN, superando así este gran obstáculo.
Para entender los diversos grupos de murciélagos, es necesario saber que no todos los murciélagos tienen la capacidad de ecolocalizarse. Esto provoca una división importante en el orden Chiroptera (murciélagos en general), lo que llevó a la clasificación clásica de los murciélagos en Megachiroptera y Microchiroptera, siendo los primeros los que no pueden realizar ecolocalización. Sin embargo, actualmente los murciélagos se dividen de una manera distinta, en los nuevos grupos Yinpterochiroptera y Yangochiroptera.
El sistema de ecolocalización en murciélagos se basa en ondas sonoras producidas en la laringe, la cual presenta adaptaciones en algunos huesos que conforman el sistema para producir sonidos y emitir las señales necesarias.
En el caso de los Rhinolophoidea, su nariz modula y configura su zona, por lo que se podría decir que tienen una ecolocalización más sofisticada. Estas señales son analizadas al momento de salir, "guardando" la señal original y comparándola con la señal que llega, producto de la reflexión de ondas sonoras en el medio. La ecolocalización, según análisis evolutivos, se ha diversificado múltiples veces en los murciélagos, generando así distintos grupos de murciélagos con diferencias en la ecolocalización utilizada. Esto evidencia posibles cambios en sus modos de vida con el tiempo, ya que la ecolocalización es una herramienta fundamental para la vida de estos apasionantes animales. No solo es una manera de ubicarse, sino también su forma de relacionarse entre ellos y con el medio, además de ser claramente esencial para cazar en caso de ser necesario.
Los Megachiroptera, los murciélagos más grandes también llamados zorros voladores, pueden utilizar chasquidos de lengua como ecolocalización a un nivel muy básico. Sin embargo, generalmente se considera que este grupo no puede realizar ecolocalización debido a la simplicidad de esta y a que no muchos de ellos pueden llevarla a cabo.
En la actualidad, existen seis hipótesis sobre cómo apareció la capacidad de volar y de ecolocalizarse en los murciélagos:
La primera, el modelo de planeador propuesto por Norberg en 1984, se refiere a un organismo que en principio haya sido planeador, debido a la presencia de membranas entre sus dedos, similar a lo que sucede en los patos. Posteriormente, desarrolló otra membrana (patagio) que unía sus extremidades delanteras y traseras, dando paso finalmente al murciélago fósil más antiguo encontrado.
La siguiente hipótesis establece que un ancestro de los murciélagos habría desarrollado un sistema de ecolocalización primitivo, el cual se fue desarrollando para posteriormente perfeccionarse y dar paso a una nueva forma que le permitió una caza más efectiva. Esta consistió en tener una extremidad superior (brazo) más grande, con mayor área para capturar insectos mientras colgaba boca abajo, similar a un guante de béisbol. Finalmente, esto dio paso a la formación del ala. Sin embargo, es poco probable debido a la existencia de Onychonycteris finneyi, el ancestro de los murciélagos más antiguo conocido, el cual podía volar pero no tenía un sistema de ecolocalización verdadero, siendo bastante similar a los Megachiroptera actuales.
La tercera hipótesis plantea que el vuelo precedió a la ecolocalización, lo que indicaría que inicialmente los murciélagos eran organismos planeadores que eran omnívoros. Luego, con el tiempo, se diversificaron en dos grupos, de los cuales los Yangochiroptera desarrollaron ecolocalización, mientras que un grupo de los Yinpterochiroptera, los hoy conocidos como Rhinolophoidea, desarrollaron una hoja nasal. (Puedes revisar la imagen de los grupos actuales de murciélagos para comprender mejor la relación entre grupos).
La cuarta hipótesis es la del desarrollo vuelo-ecolocalización paralela o en tándem. Esta plantea que los murciélagos desarrollaron al mismo tiempo el vuelo y la ecolocalización, siendo los primeros murciélagos pequeños y capaces de comunicarse por ultrasonido. Luego, se diversificaron, y en el caso de los zorros voladores (Megachiroptera), desarrollaron su visión y su vuelo, lo cual se asoció con sus hábitos diurnos. En cambio, el resto de los murciélagos desarrollaron vuelo y ecolocalización de manera paralela, relacionado con sus hábitos nocturnos. La principal contradicción a esta hipótesis es la existencia de Onychonycteris finneyi (el ancestro de los murciélagos que podía volar pero no tenía ecolocalización). Además, se puede refutar al observar que algunos Megachiroptera aún tienen un sistema de laringe relativamente especializado, que se asemeja a un sistema laríngeo de ecolocalización.
La quinta hipótesis, propuesta por Speakman en 2001, es la del frugívoro diurno, que establece la existencia de un ancestro común más parecido a los zorros voladores. Sin embargo, al aparecer y diversificarse las aves, este ancestro se vio forzado a buscar un nuevo nicho en la noche, lo que lo llevó a diversificarse desarrollando su visión o la ecolocalización. Esto generó una rama de murciélagos diurnos con visión desarrollada y otra rama de murciélagos nocturnos con una ecolocalización desarrollada.
Finalmente, la nueva hipótesis, propuesta por Anderson y Ruxton en 2020, se denomina "Introducción a la membrana interdigital". Esta propone que es probable que el vuelo haya evolucionado de manera independiente en los principales grupos de murciélagos, diferenciándose principalmente en su sistema de ecolocalización. El único problema de esta hipótesis sería explicar por qué los sistemas de vuelo son iguales en tres grupos diferentes. No obstante, se explica por la presencia de un ancestro común, el cual habría sido nocturno, arborícola, con una ecolocalización primitiva enfocada en la comunicación, y lo más importante, una membrana entre sus dedos (proto-patagio) que habría sido aprovechada en la caza. También se considera una posible membrana codo-tobillo, lo cual explicaría el parecido entre los tres grupos de murciélagos en cuanto al vuelo. Esta hipótesis se respalda con un análisis evolutivo que sugiere que los Yangochiroptera fueron los primeros en separarse del grupo y que los primeros Rhinolophoidea fueron los primeros en desarrollar la ecolocalización.
Es importante recalcar que todas las hipótesis revisadas son precisamente hipótesis, lo que significa que no hay una verdadera certeza y están sujetas a futuros descubrimientos. Personalmente, considero que la hipótesis más factible es la del frugívoro diurno, que se diversificó de manera que pudiera abarcar una alimentación más exclusiva y competir menos a la hora de alimentarse. Esto sigue las ideas darwinianas de la evolución, lo que a su vez explicaría la amplia variedad en las dietas de los murciélagos actuales. El motivo para considerarla la más acertada es que asume la existencia de un murciélago similar a los zorros voladores (Megachiroptera) actuales, lo cual coincide con el ya mencionado Onychonycteris finneyi, que vivió hace aproximadamente 53,5 millones de años (Eoceno), coincidiendo su época con la diversificación de las aves actuales, apoyando la idea de la diversificación del nicho por competencia.
Quisiera terminar este artículo motivando a los lectores a investigar sobre cualquier tema que despierte su curiosidad, ya que de esta manera se construye día tras día el conocimiento. Esto teniendo en cuenta que la ciencia no es más que preguntas y hambre de conocimiento, lo que finalmente llevará a dilucidar la verdad. Me gustaría en este caso citar a Carl Sagan, quien en su libro "El mundo y sus demonios" (obra que recomiendo leer) afirma: 'Hay preguntas ingenuas, preguntas tediosas, preguntas mal formuladas, preguntas hechas después de una autocrítica inadecuada. Pero cada pregunta es un grito para entender el mundo. No existe una pregunta tonta'. Esta frase fue una de las motivaciones para escribir este artículo en el 2022, el cual debía ser presentado a la docente Yaneth del Socorro Muñoz Saba, especializada en murciélagos, a quien le agradezco por su guía y su motivación para aceptar los desafíos que la vida trae y, por ende, tomar riesgos. Muchas gracias por leer.
Referencias
-Adams, R., Pedersen, S. 2013. Bat Evolution, Ecology, And Conservation. New York: Springer New York.
-Anderson, S., Ruxton, G. 2020. The evolution of flight in bats: a novel hypothesis. Mammal Review. Vol. 50: 426-439. 10.1111/mam.12211
-Duriez, O., Kato, A., Tromp, C., Dell´Omo, G., Vyssotski, A., Sarrazin, F., Ropert-Coudert, Y. 2014. How Cheap Is Soaring Flight in Raptors? A Preliminary Investigation in Freely-Flying Vultures. PLOS. Vol. 9: 1-8. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0084887
-Jones, G., Teeling, E. 2006. The evolution of echolocation in bats. Trends in Ecology y Evolution. Vol. 21: 149-156. https://doi.org/10.1016/j.tree.2006.01.001
- Lisón, F., & Rodríguez , E. (01 de 10 de 2020). Ecomandanga. Obtenido de El misterioso origen del vuelo en los murciélagos: https://ecomandanga.org/2020/10/01/el-misterioso-origen-del-vuelo-en-los-murcielagos/
-Shen, Y., Liang, L., Zhu, Z., Zhou, W., Irwin, D., Zhang, Y. 2010. Adaptive evolution of energy metabolism genes and the origin of flight in bats. PNAS. Vol. 107: 8666 – 8671. https://doi.org/10.1073/pnas.0912613107
-Veselka, N., Merlán, D., Holdsworth, D., Eger, J., Chhem, R., Mason, M., Fenton, M. 2010. A bony connection signals laryngeal echolocation in bats. Nature. Vol. 463: 939–942. https://doi.org/10.1038/nature08737
-Speakman, J. 2001. The evolution of flight and echolocation in bats: another leap in the dark. Mammal Review. Vol. 31: 111-130. https://doi.org/10.1046/j.1365-2907.2001.00082.x
-Norberg, U. 1985. Evolution of vertebrate flight: An aerodynamic model for the transition from gliding to active flight. The American Naturalist. Vol. 126: 303-327. https://www.jstor.org/stable/2461357
Comentarios