¡Estos astrónomos son unos animales!

Cae la noche y Elton se prepara para salir de su refugio enterrado en el Desierto de Namibia. Prefiere las noches sin Luna, cuando el cielo estrellado se extiende en todas direcciones cortado solo por el perfil del horizonte. Como especialista en operaciones nocturnas, se escabulle por las arenas africanas y recorre largas distancias en busca de su objetivo. Zigzagueando de aquí para allá, Elton debe darse prisa: una vez completada su misión, deberá volver a su refugio en el menor tiempo posible, por el camino más corto, antes que el amanecer revele su presencia. Para circular con precisión en lo profundo de la noche, Elton debe usar todas las herramientas de navegación que disponga, incluyendo señas en el cielo.

Astro-animales

Elton en realidad es una Araña Blanca Bailarina macho (Leucorchestris arenicola) que recorre largas distancias para aparearse. Como todo animal nocturno, quiere evitar el calor, los depredadores y los competidores diurnos. Una vez efectuados los trámites de rigor con su compañera, esta araña increíblemente vuelve directo a su madriguera. ¿Cómo se ubica en medio de la noche? Descartemos el uso de feromonas y el olfato porque el viento cambiante le haría perder el rumbo. Tampoco son los golpecitos que da en la arena para detectar presas a corta distancia, ya que las vibraciones inducidas por los científicos para desorientar a Elton no logran desviarlo de su objetivo. ¿Quizás memoriza cada paso, dirección y distancia y luego recalcula la dirección de vuelta a casa? Pero sus paseos son largos para una araña (200 metros) y con cada paso se acumularían demasiados errores de memorización y nunca encontraría su refugio. ¿Qué más nos queda? ¿Una brújula interna? Las distancias que recorre cada noche son muy cortas para sentir variaciones en el campo magnético terrestre. Y a pesar de todas estas limitaciones, Elton no se pierde. Esta araña es parte de una creciente lista de animales que podrían usar patrones estelares como mapa de navegación. Arañas como Elton quizás reconocen hitos en el horizonte en contraste con el cielo nocturno o quizás usan como referencia el trazo luminoso formado por la luz conjunta de las estrellas de la Vía Láctea.

Ojo con el cielo

Es muy difícil para los biólogos averiguar cómo diferentes tipos de animales ven. Todo empieza en el ojo, una estructura biológica que ha evolucionado varias veces de forma independiente en la historia de la Tierra. A pesar de que las arañas tienen típicamente hasta 8 ojos, su visión no necesariamente es buena y es aún peor en la oscuridad de la noche. Un grupo de ojos en los arácnidos tiene una capa con cristales reflectantes detrás de la retina, la cual amplifica los tenues niveles de luz en noches sin Luna. Esta sensibilidad extra a la luz la araña la paga con una vista de baja resolución, es decir, una que no puede distinguir detalles finos. A simple vista en una noche sin Luna ni contaminación lumínica, un humano puede individualizar unas 5000 estrellas, la mayoría agrupadas en la franja que llamamos Vía Láctea, nuestra galaxia. Una araña con su pobre visión sólo verá el efecto acumulado de estas estrellas como una franja de luz borrosa.

Junto con los arácnidos, los insectos comparten una vista pobre en detalles. El ojo de un insecto se llama compuesto porque está hecho por un mosaico de muchos pequeños lentes que detectan luz independiente. Por ejemplo, las dulces abejas productoras de miel (Apis mellifera) tienen 5 ojos: 3 pequeños detectores de luz y sombra (en la parte superior de la cabeza) y 2 ojos compuestos (uno a cada lado de la cabeza y son grandes). Cada uno de los ojos compuestos de la abeja tiene unos 7500 lentes. La abeja, entonces, ve como a través de una grilla, como si cada lente fuese un gran píxel en una imagen digital. Las abejas usan al Sol como guía y en su visión pixelada toda la imagen del Sol cabe perfectamente en sólo uno de esos pixeles-lentes. Al contrario de nosotros, que vemos al Sol como un disco en el cielo, la abeja lo detecta solo como un brillante punto de luz ultravioleta. (de hecho, se podrían acomodar hasta 16 soles uno al lado del otro en uno de esos lentes-pixeles y la abeja seguiría viendo un sólo punto iluminado). Así de mala es su vista pero suficiente para la navegación solar. ¿Y qué pasa con los astro-insectos nocturnos?

Los escarabajos estercoleros (Scarabaeus satyrus) recorren de noche la sabana sudafricana haciendo rodar bolas de estiércol frescas con sus patas traseras hasta suelos blandos en donde las entierran. Luego, en aquellos manjares esféricos los escarabajos pondrán sus huevos. Para evitar el robo por parte de la competencia (y antes de que la bola se seque y no sirva para sus larvas), estos expertos en limpieza deben operar rápido en la noche. Experimentos dentro de planetarios simulando el ambiente nocturno han demostrado que los escarabajos usan la traza difusa y brillante de la Vía Láctea para ubicarse en la noche. Cuando los científicos proyectaron la imagen de nuestra galaxia en diferentes orientaciones, los escarabajos volvieron directa y correctamente al lugar esperado usando la franja de luz galáctica como guía. Eliminando la Vía Láctea y dejando sólo las 20 estrellas más brillantes, los escarabajos se desorientaron en una errática caminata. El escarabajo no parece divisar las estrellas individuales y sin la Vía Láctea se queda sin ninguna referencia en el cielo artificial del planetario. Todo esto, por (y también a pesar de) sus ojos compuestos y su pobre visión de los detalles.

Por otro lado, la polilla nocturna de Bobong de Australia (Agrotis infusa) mantiene una dirección preferencial durante sus migraciones de casi 1000 km, probablemente usando el disco de la Luna. Lo malo es que la Luna cambia de posición durante la noche y esto las desorienta. Sin embargo, en noches sin Luna, estos insectos parecen mantener una trayectoria más o menos correcta hacia donde emigrar, quizás usando una combinación de alguna referencia en el cielo como las estrellas girando en torno al Polo Sur Celeste (punto en el cielo en donde se proyecta el eje de rotación de la Tierra) en combinación con una brújula magnética interna. Cómo lo hacen, es aún un misterio.

¡Luz, cámara, migración!

Los mejores ojos para ver el cielo y sus detalles son aquellos que funcionan como una cámara: una lente frontal desvía la luz formando una imagen sobre la retina al fondo del ojo. Este es el ojo de la mayoría de los mamíferos, aves y reptiles. Usando un planetario como laboratorio, se ha probado que el gorrión azul (Passerina cyanea) reconoce a Polaris, que es una estrella muy cercana al Polo Norte Celeste (alrededor del cual se ven girar las estrellas cercanas al polo). El gorrión usa Polaris y las estrellas que la circundan como referencias para emigrar hacia el sur durante el cambio de estación. En estos experimentos, las aves siempre identificaron el sur usando las estrellas porque cuando los investigadores sacaron todas las estrellas brillantes dentro de 35 grados alrededor del Polo Celeste, los gorriones se desorientaron. Al parecer las aves migratorias no sólo se fían de su compás magnético interno o de su reloj biológico sino también en la ubicación de estrellas individuales. Siendo así, en su primer vuelo migratorio ¿las aves deberían incorporar a su catálogo estelar mental las estrellas que ven por primera vez a medida que pasan de un hemisferio a otro? Otro misterio por resolver.

Navegante no hay camino, se hace camino al nadar

¿Y qué pasa si estás en medio del océano sin referencias más que las que tienes sobre tu cabeza?  La foca común (Phoca vitulina) pasa buena parte de su tiempo buscando comida de noche en medio del mar. Investigadores enseñaron sin problemas a un par de focas, Nick y Malte, a orientarse usando una estrella guía dentro de un planetario flotante. Aunque les faltó probar si lo podían hacer en alta mar, el experimento mostró que las focas son capaces de reconocer una señal en el cielo para orientarse. Por otro lado, un seguimiento de 8 años a ballenas jorobadas (Megaptera novaeangliae) durante sus migraciones atravesando buena parte del planeta, mostró que pueden viajar prácticamente en línea recta desviándose menos de 1 grado en tramos de cientos de kilómetros. Todo esto a pesar de las fuertes corrientes, tormentas y otras distracciones que encuentran en su camino (en comparación, las aves migratorias no logran errores menores de 25 grados). Es posible que el uso combinado de las líneas del campo magnético terrestre, la posición del Sol y sus cantos transmitidos por miles de kilómetros, sean parte del instrumental que estos cetáceos usan para lograr tal hazaña de precisión. ¿Y de noche? Sin referencias en el océano abierto, las estrellas nuevamente pueden ser parte del arsenal de navegación de estos gigantes. Me pregunto si las sofisticadas canciones de estos inteligentes animales incluyen la posición de, por ejemplo, la Vía Láctea o de la estrella Sirio para ser entonadas entre colegas como instrucciones de navegación a través de los océanos.

Lo esencial también es visible a los ojos

Por miles de años, marinos de diferentes culturas han usado la posición de las estrellas en el cielo para extender a la raza humana por todo el planeta. Al tratar de aprender cómo algunos animales migran tan exitosamente, empezamos ahora a entender que solamente somos unos recién llegados en la práctica de la navegación astronómica. Desde pequeños escarabajos con diminutos cerebros hasta grandes cetáceos, muchos animales llevan miles de millones de noches usando referencias en el cielo para sobrevivir, volar sobre continentes y adentrarse en el océano. Entre otros posibles astro-animales hay hormigas (Cataglyphis fortis), cangrejos (Leptograpsus variegatus) y ranas (Acris gryllus).

Esta mezcla de astronomía y biología nos está ayudando a entender cómo otros sistemas nerviosos perciben y se ubican. Me pregunto cómo aplicar sus habilidades de navegación para entrenar a nuestros futuros vehículos autónomos y robots a entender y a moverse por el mundo. Recién estamos empezando a explorar dentro de otras mentes que comparten el Universo con nosotros. Preservar el cielo natural nocturno resulta esencial para seguir aprendiendo de ellos.

Aclaración: el título de esta columna no hace alusión a (casi) ninguno de mis colegas astrónomos.