Durante años, se pensó que los cachalotes y los elefantes marinos tenían el récord mundial de aguantar la respiración bajo el agua. Pero esos animales no tienen nada que envidiar a los zifios.
Utilizando marcas digitales colocadas temporalmente con ventosas en dos especies de zifios, los investigadores dirigidos por científicos de la Institución Oceanográfica de Woods Hole rastrearon a los zifios de Cuvier sumergiéndose a profundidades de casi 6.230 pies (1.900 metros) y permaneciendo abajo durante 85 minutos. También documentaron zifios de Blainville, más pequeños, buceando a 4.100 pies (1.250 metros) durante hasta 57 minutos.
«Estos datos establecen que los zifios son los campeones de retención de la respiración extrema de todos los animales estudiados hasta ahora», dijo el ingeniero de WHOI Mark Johnson, que desarrolló las «etiquetas D», que registran los movimientos de las ballenas, sus ecolocalizaciones y otros sonidos submarinos.
«Debido a que estos animales pasan gran parte de su vida bajo el agua, sabíamos muy poco sobre ellos más allá de lo que podíamos aprender de los varamientos y ver desde los buques de investigación», dijo el biólogo de la WHOI Peter Tyack, autor principal de un artículo publicado en octubre de 2006 en el Journal of Experimental Biology. «Ahora sabemos más sobre el comportamiento de los zifios en profundidad de lo que muchos de nosotros habíamos soñado.»
Trabajando con colegas de la Universidad de La Laguna en España, la Universidad de Aarhus en Dinamarca, BluWest, y el Centro de Investigación Submarina de la OTAN en Italia, Los científicos del WHOI marcaron y estudiaron siete zifios de Cuvier (Ziphius cavirostris) en el Mar de Liguria, frente a la costa de Italia, y tres zifios de Blainville (Mesoplodon densirostris) frente a la isla de El Hierro, en las Islas Canarias, en 2003 y 2004. Ambos lugares cuentan con enormes cañones submarinos que se sumergen más de 2.000 metros por debajo de la superficie del océano.
Cena profunda
Los datos de las marcas D (véase «Marca D junto con las ballenas», más abajo) pueden ayudar a responder a las preguntas sobre los posibles impactos de las pruebas de sonar en los zifios, que se han encontrado varados con síntomas de enfermedad por descompresión después de los ejercicios navales en ambas regiones. La información también ha arrojado luz sobre el oscuro y misterioso mundo de los zifios.
Tyack dijo que la capacidad de buceo de los zifios superaba a la de los campeones reinantes de retención de la respiración, como los cachalotes y los elefantes marinos. Los cachalotes, que han sido estudiados mucho más ampliamente, pueden bucear durante más de una hora a profundidades superiores a los 4.000 pies (1.200 metros), pero normalmente lo hacen durante 45 minutos a profundidades de 2.000 a 3.280 pies (600 a 1.000,metros). Los elefantes marinos, por su parte, pueden pasar hasta dos horas en profundidades cercanas a los 5.000 pies (más de 1.500 metros), pero suelen sumergirse sólo media hora a 1.640 pies (500 metros).
«Todavía no estamos seguros de la fisiología que hay detrás de cómo lo hacen los zifios», dijo Johnson, «pero de un modo u otro, lo hacen, y se ganan la vida con ello».
Los zifios se sumergen a gran profundidad para alimentarse de calamares y peces de aguas profundas. Durante las inmersiones profundas, los hidrófonos de las marcas D registraron chasquidos y zumbidos regulares de ecolocalización, así como ecos de lo que parecía ser una presa, lo que demuestra que las ballenas utilizaban la ecolocalización para alimentarse.
Se obtienen detalles del comportamiento alimentario
Los sensores del acelerómetro y el magnetómetro de las marcas se combinaron con los hidrófonos para indicar que los zifios son muy selectivos con lo que comen. Pasan los ecos de cientos de objetivos antes de seleccionar uno para capturar y comer.
En al menos una ocasión, dos ballenas descendieron en tándem y buscaron comida en la misma vecindad general, alimentándose de forma independiente, pero permaneciendo lo suficientemente cerca como para mantener las pestañas acústicas del otro escuchando sus clics, dijo Tyack.
En su laboratorio, Tyack reprodujo un archivo informático que yuxtaponía el movimiento de la ballena y los datos de audio recogidos por las etiquetas D. El archivo muestra puntos (que representan a las ballenas) que descienden y hacen series regulares de clics de ecolocalización en busca de alimento. De vez en cuando, los clics se aceleran, indicando los momentos en los que cada ballena encontró e intentó atrapar una presa, dijo Tyack.
«Hasta cierto punto, definitivamente había cierto grado de sincronización en sus movimientos de buceo», dijo recientemente. «No sé si tienen un mecanismo social para capturar presas, pero tal vez se mantienen en contacto para encontrar el mejor parche».
Los científicos observaron que los zifios sólo participaban en la ecolocalización en las partes más profundas de sus inmersiones, y que estos chasquidos tenían poca energía por debajo de 20 kiloHertz -mucho más allá del rango de audición humana. Para Tyack, estos datos sugerían que los animales hacían todo lo posible por no ser detectados por depredadores como las orcas y los tiburones blancos, que generalmente sólo patrullan los tramos más altos de la columna de agua.
Posibles impactos del sonar
Los datos de las etiquetas D mostraron que una vez que las ballenas alcanzaban la superficie después de una inmersión profunda, permanecían cerca de la superficie haciendo inmersiones poco profundas durante una hora o más. Parece que las ballenas bucean durante tanto tiempo que agotan la mayor parte de sus reservas de oxígeno antes de terminar la inmersión y necesitan recurrir al metabolismo anaeróbico durante parte de sus inmersiones. El comportamiento de las inmersiones poco profundas parece indicar que las ballenas pueden necesitar descansar para procesar el ácido láctico, un subproducto del metabolismo anaeróbico, antes de embarcarse en sus siguientes inmersiones profundas. Tyack comparó este proceso de recuperación con «la forma en que los atletas humanos utilizan el ejercicio suave para eliminar el ácido láctico de los músculos sobrecargados después de un entrenamiento intenso»
Los datos también indican que después de sus inmersiones profundas, las ballenas ascienden lentamente. Este comportamiento es misterioso porque los animales, al ser buceadores que retienen la respiración, no tienen que ascender gradualmente para evitar la descompresión como lo harían los buceadores: La presión submarina por debajo de los 100 metros colapsa los pulmones de los animales, impidiendo que el gas entre en su sangre, dijo Tyack.
«¿Por qué no se quedan más tiempo en la profundidad para alimentarse y luego suben más rápidamente?» preguntó Tyack. «Hemos aprendido mucho, pero está claro que todavía hay algunos enigmas sobre por qué se demoran en la subida».
A pesar de las adaptaciones fisiológicas de las ballenas para evitar la descompresión, las necropsias de los zifios que vararon tras las recientes pruebas de sonar mostraron que los animales tenían síntomas consistentes con la enfermedad de descompresión. Tyack insinuó que el sonar puede provocar cambios de comportamiento que hacen que las ballenas sean vulnerables al varamiento.
Tyack dijo que es imperativo que los científicos ayuden a reducir el impacto del sonar en las ballenas en el futuro. En sus esfuerzos en curso, él y sus colegas utilizarán matrices de hidrófonos frente a las Bahamas este verano para detectar las ecolocalizaciones reveladoras de los zifios y realizarán experimentos controlados para medir cómo responden los zifios a los estímulos sonoros del sonar. Mientras tanto, Johnson, está trabajando en una especie de «sistema de alerta temprana a distancia» para los zifios que podría ayudar a alertar al personal de la marina de la presencia de los zifios antes de que se ponga en marcha el sonar.
La financiación para desarrollar las etiquetas D fue proporcionada por un premio tecnológico Cecil H. e Ida M. Green de la WHOI y la Oficina de Investigación Naval. La financiación para el trabajo de campo de los zifios provino del Programa de Investigación y Desarrollo Ambiental Estratégico, el Programa Nacional de Asociación Oceánica, la Fundación Packard, el Gobierno de Canarias y el Ministerio de Defensa español. BluWest, el Centro de Investigación Submarina de la OTAN y el Gobierno de El Hierro proporcionaron apoyo para el trabajo de campo.
Las marcas D junto con las ballenas
Son más pequeñas que una sandalia y no mucho más sofisticadas tecnológicamente que un iPod, pero las marcas D han revolucionado la forma en que los científicos estudian las ballenas. Las etiquetas, inventadas en 1999 por el ingeniero de la Institución Oceanográfica de Woods Hole, Mark Johnson, son instrumentos que registran los movimientos y sonidos de los mamíferos marinos, así como los sonidos que les rodean en su inaccesible entorno submarino.
Johnson desarrolló las etiquetas para tener una mejor idea de lo que hacían las ballenas en las profundidades. En la actualidad, los científicos de la WHOI las utilizan precisamente para eso, incorporando la tecnología a proyectos de investigación relacionados con los zifios, los cachalotes y las orcas, por nombrar algunos.
«Las marcas D son útiles para estudiar el comportamiento de cualquier mamífero marino, pero sus puntos fuertes salen a relucir con los animales que sólo salen a la superficie durante unos segundos cada vez», dijo. «Con esta tecnología, se puede grabar el comportamiento de los animales en la oscuridad total de la medianoche, a una milla por debajo de la superficie del mar, con el mismo detalle que se podría en un laboratorio».»
El hardware que hay detrás de estas hazañas consta de hidrófonos para captar sonidos de hasta 196 kiloHertz, así como de un acelerómetro y un magnetómetro para medir la orientación de los animales 50 veces por segundo mientras nadan. También incluye 6 gigabytes de memoria, una batería que dura hasta 24 horas y un interruptor de agua salada que enciende el dispositivo en el momento en que entra en el agua.
Tecnológicamente hablando, Johnson dijo que algunos de estos componentes no son muy diferentes de los que se encuentran en populares dispositivos multimedia digitales portátiles como el iPod. Señaló que las futuras generaciones del dispositivo también podrían incorporar receptores del Sistema de Posicionamiento Global que pueden tomar un punto de ruta cada vez que el animal salga a la superficie.
«Cuantas más funcionalidades podamos añadir, mejor», dijo sobre el dispositivo de 3.000 dólares.
Ninguno de estos artilugios de última generación sobreviviría a las profundidades marinas sin protección contra la presión. Por ello, la tecnología está encerrada en una caja de poliuretano del tamaño de un teléfono móvil llena de aceite. La funda se adhiere a una ballena durante una media de ocho a doce horas con un juego de ventosas de silicona. Los científicos se acercan en barco y colocan el dispositivo con una pértiga manual.
Por supuesto, el acto de aplicar una etiqueta D no es fácil; actualmente, Johnson dijo que sólo hay un puñado de investigadores que conocen la técnica. A medida que las etiquetas se generalicen en el WHOI y en otras instituciones de investigación de todo el mundo, dijo que tiene previsto organizar talleres para enderezar la curva de aprendizaje.