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¿Cómo duermen los delfines?

¿Cómo duermen los delfines?

Los cetáceos son mamíferos que han retornado al medio acuático, por lo que han sufrido una nueva adaptación de su comportamiento a la vida en el agua. Seguro que tú también te has hecho la siguiente pregunta más de una vez ¿cómo duermen los delfines sin dejar de respirar? Hoy en ElTurdus, sabrás la respuesta.

El cerebro de los delfines

Durante unos 55 millones de años el cerebro de los cetáceos ha evolucionado con una combinación única de características que los diferencia del resto de mamíferos. Los cetáceos presentan altos niveles de funciones cognitivas, como atención, juicio, intuición y conciencia social, al igual que en primates.

Los delfines tienen un gran tamaño cerebral (en proporción), se encuentran en segundo puesto en el ranking, después de los humanos. Y también presentan numerosas circunvoluciones (esas arrugas que surcan la corteza cerebral) como nosotros. Sin embargo, la organización cerebral parece diferente a la nuestra. Por ejemplo, hay diferencias en el tamaño de los lóbulos frontales, el cerebro humano presenta estos lóbulos grandes y complejos mientras que el delfín no. Y a pesar de ello, parece que información que procesamos en estos lóbulos, como el reconocernos ante un espejo, también ocurre en delfines. Nos surge la pregunta de dónde tendría lugar este proceso de información en el cerebro del delfín, y si por tanto, hay alguna estructura equivalente a estos lóbulos.

El cerebro de cetáceos también se caracteriza por una hiperproliferación de tejido en regiones relacionadas con el procesamiento de la información auditiva. Varios núcleos del tronco cerebral son extremadamente grandes y el cerebelo, que tiene un promedio de 15% del tamaño total del cerebro en varias especies de odontocetos, es relativamente mayor que en los seres humanos y otros primates.
El sistema límbico parece inusualmente pequeño comparado con otras especies y la amígdala está bien desarrollada.

Regiones cerebrales estudiadas durante el sueño

En la mayor parte de los mamíferos cada ojo proyecta la mayoría de sus fibras nerviosas al hemisferio cerebral opuesto (contralateral); sin embargo, un número considerable de fibras proyecta al hemisferio del mismo lado. El delfín puede ser una excepción a esta generalidad, cada ojo proyecta solo al hemisferio contralateral.

Pero lo más llamativo para los científicos, es sin duda, el cuerpo calloso, la conectividad principal entre los dos hemisferios. Se piensa que aquí está la clave para entender cómo duermen los delfines.

comparación cerebro humano, cerebro delfín, cómo duermen los delfines
Cerebro humano (izquierda), cerebro de delfín (derecha).

Estudios de sueños en delfines

Ahora veréis porqué tiene sentido hablar primero del cerebro de los delfines para entender cómo duermen.

La asociación entre la conducta y el estado de los ojos se ha estudiado en el delfín de costados blancos del Pacífico (Obliquidens lagenorhynchus). Los objetos de estudio fueron 3 parejas de madres y crías 13 meses después del parto. Durante la investigación se pudo observar que los delfines duermen con un ojo cerrado y otro abierto. Los adultos dirigen el ojo abierto hacia los compañeros de la manada y las crías cambian el ojo abierto según la posición de sus madres, el dirigido a la madre suele estar más tiempo abierto. Durante la natación, cambiaban sus posiciones, y el estado del ojo. Además respondían inmediatamente a los cambios en el comportamiento de otros animales y a todas las actividades en la zona de la piscina. El tiempo de descanso medido en la superficie para las madres fue menor que el observado para las madres sin crías y en un macho adulto. Las crías nadaban en formación continua con sus madres en todo momento y éstas se observaron con ambos ojos abiertos.

Aunque no sabemos exactamente qué mecanismos fisiológicos desencadenan natación continua en las madres y crías de cetáceos, ayuda a los recién nacidos a mantener la temperatura corporal hasta que su masa corporal aumente y se desarrolle su grasa aislante. En otro estudio con orcas se obtuvieron observaciones similares, por lo que parece ser un rasgo distintivo de la conducta de los cetáceos.

¿Cómo es posible que naden, respiren y abran un ojo si están dormidos?

Existe una alternancia entre hemisferios que les permite descansar plenamente mientras mantienen la habilidad de nadar y respirar voluntariamente con el hemisferio “despierto”.

comparación electroencefalograma normal de un mamífero terrestre y delfín, cómo duermen los delfines
Electroencefalograma normal de un mamífero terrestre (izquierda) en comparación con el electroencefalograma de un delfín (derecha). En el primero las ondas son simétricas durante la vigilia y sueño y en el segundo cambian según el hemisferio que permanece despierto.

Al dormir solo un hemisferio del cerebro, el otro se mantiene lo suficientemente consciente como para conducirlos a la superficie en busca de oxígeno. Esto ocurre durante aproximadamente unas ocho horas al día.

¿Cómo se comprueba la alternancia de hemisferios?

La electroencefalografía es la técnica que nos permite ver diferencias en el registro eléctrico entre la vigilia y sueño. En esta técnica se colocan una serie de electrodos, de forma que registren actividad eléctrica de neuronas corticales. Las ondas que se registran en el encefalograma durante el sueño y la vigilia son diferentes. Y a su vez también cambian en las distintas fases del sueño. 

Fueron los investigadores soviéticos Mukhametov, Supin y Polykova en 1997 los que encontraron asimetrías marcadas en los electroencefalogramas de los hemisferios derecho e izquierdo del delfín nariz de botella (Tursiops truncatus). Mientras un hemisferio duerme, el otro se mantiene despierto.

electroencefalograma del sueño de un delfín, cómo duermen los delfines
En un caso es el hemisferio derecho el que duerme (C) y en el otro el izquierdo (D). Durante la vigilia las neuronas cerebrales registran ondas de mucha frecuencia y poca amplitud. En el sueño las ondas poseen menor frecuencia y mayor amplitud.

¿Qué utilidad tiene el sueño unihemisférico?

Los delfines suelen viajar en grupo. Una vigilancia constante en la manada puede evitar depredadores que en un hábitat abierto como el océano, pueden atacar en cualquier momento. En aves, también se ha observado esta técnica. Miran mientras duermen, miran con un solo ojo para mantener vigilado el entorno cuando están posadas en el sueño. Así que, durante la migración o en los vuelos largos, se piensa que las aves también utilizan el sueño unihemisférico en vuelo.

Ahora ya sabes cómo duermen los delfines, otra de sus particularidades que los hacen ser animales muy interesantes y de los que aún sabemos poco. Si quieres saber más datos curiosos sobre los animales no dudes en pasarte por nuestro blog.

Referencias

Fragmento documental, Delfines y aves sueño unihemisférico
https://www.dailymotion.com/video/xhrd76#.UYd3KqLwlhd

Bibliografía

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  • Marino, Lori. Cetacean Brain Evolution: Multiplication Generates Complexity. International Journal of Comparative Psychology (2004).
  • Marino, Lori; Uhen, Mark D.; Frohlich, Bruno; Aldag, John Matthew; Blane, Caroline; Bohaska, David; Whitmore, Frank C .Endocranial Volume of Mid-Late Eocene Archaeocetes (Order: Cetacea) Revealed by Computed Tomography: Implications for Cetacean Brain Evolution. Journal of Mammalian Evolution (2000).
  • Oleg Lyamin, Julia Pryaslova, Peter Kosenko, Jerome Siegel Physiol Behav. Behavioral aspects of sleep in bottlenose dolphin mothers and their calves (2007).
  • R. J. Schusterman, J. A. Thomas, F. G. Wood, Ronald Schusterman. Dolphin Cognition and Behavior: A Comparative Approach (1986).
  • Smith CR, Venn-Watson S, Wells RS, et al. Comparison of Nephrolithiasis Prevalence in Two Bottlenose Dolphin (Tursiops truncatus) Populations. Frontiers in Endocrinology (2013).
  • Yuske Sekiguchi, Kazutoshi Arai, Shiro Kohshima. Sleep behaviour: sleep in continuously active dolphins. Nature (2006).



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