Hacer olas y esquivar los picos
ARRIBA: Un cardumen de mollies de azufre (Poecilia sulfuraria) JULIANE LUKAS
El comportamiento colectivo de los animales se revela en exhibiciones visuales a menudo fascinantes de enjambres de insectos, bandadas de pájaros en vuelo y cardúmenes de peces palpitando bajo el agua como una sola unidad. Ahora, los investigadores informan que han encontrado una posible razón para una exhibición peculiar del comportamiento colectivo de los bancos de peces en los manantiales de azufre en México: disuadir a los depredadores. Los resultados aparecieron ayer (22 de diciembre) en Current Biology.
La autora del estudio y ecologista conductual del Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Interior, Juliane Lukas, explica a The Scientist que los mollies de azufre (Poecilia sulfuraria) se juntan en grandes cardúmenes en la superficie de los manantiales bajos en oxígeno para evitar la hipoxia. Allí, están listos para ser recogidos por depredadores como martines pescadores, kiskadees y otras aves. Cuando se les presenta un estímulo amenazante, estas alfombras de peces, como las describe Lukas, perturban repetidamente el agua en forma de ola al sumergirse durante unos segundos, provocando que sus vecinos imiten su comportamiento de buceo. Lukas y sus colegas decidieron investigar por qué.
El equipo creó atractivas perchas de caza cerca de los bancos de peces desde donde las aves depredadoras podían observar y atacar a los bancos de peces. Entre abril de 2017 y 2018, los investigadores grabaron en video más de 940 ataques de aves en los bancos. El coautor Jens Krause, ecólogo del comportamiento también del Instituto Leibniz, escribe en un correo electrónico a The Scientist que necesitábamos rastrear el comportamiento de los peces para medir la velocidad y el tamaño de las olas de peces. Esto requería sofisticados algoritmos de aprendizaje automático. Los científicos también midieron la cantidad de ondas producidas en respuesta a un ataque, así como el tiempo de espera entre ataques de la misma ave. Finalmente, rastrearon el éxito del ataque, independientemente de si el ave capturó un pez o no.
Al principio, en realidad solo estaba documentando lo que realmente estaba sucediendo. ¿Qué depredadores hay desencadenando olas? ¿Cuándo vemos esto? ¿Qué tipo de fluctuaciones hay en el sistema y la dinámica? dice Lukas, quien recuerda estar rodeado por el olor a huevos podridos todas las mañanas al llegar a los manantiales de azufre. Pero para determinar realmente que [el comportamiento de hacer olas de los mollies] no solo estaba correlacionado con los depredadores, sino que en realidad era causado por su presencia, realmente necesitábamos un experimento.
En una segunda fase de investigación, el equipo se centró en el efecto del comportamiento de las olas en un depredador, el kiskadee (Pitangus sulfuratus). Eligieron esta ave porque caza en pequeños ataques de balanceo en los que en realidad no golpean el agua, explica Lukas, y por lo tanto no suele inducir el comportamiento de las olas en los peces. Esto permitió a los investigadores observar su comportamiento tanto cuando las ondas molly estaban presentes como ausentes experimentalmente. En nuestro sistema, realmente podríamos desenredar las olas del depredador real y realmente mostrar lo que sucede sin y con las olas, dice ella. También compararon el comportamiento de los kiskadees con el del martín pescador (Chloroceryle americana), tal como se registró durante la primera fase de las observaciones de campo.
Después de que los investigadores se aseguraran de que había un kiskadee presente en una percha de caza junto al manantial de azufre, esperaron a que se produjera el ataque de un pájaro, luego indujeron ondas experimentalmente en los mollies de azufre usando una honda para impulsar un objeto pequeño y redondo, como un guisante o un M&M, hacia el bajío para imitar un ataque posterior. También realizaron disparos de control en el agua lejos del bajío que no crearon olas por parte de los mollies.
Las grabaciones de video de los investigadores mostraron que los disparos experimentales indujeron olas similares en número, tamaño y velocidad a las olas observadas. en observaciones de campo iniciales de ataques de martines pescadores. Después de que se produjeron las olas, el tiempo de espera promedio entre los ataques de los kiskadees y los martines pescadores se duplicó, lo que sugiere que las olas podrían incitar a los depredadores a retrasar su próximo ataque. Además, cuando las aves vieron que se producían más olas inducidas experimentalmente, sus intervalos de ataque aumentaron y la probabilidad de capturar un pez con éxito disminuyó en comparación con los experimentos de control en los que no se crearon olas. Los kiskadees también aumentaron la frecuencia con la que cambiaban las perchas de caza cuando las olas eran más frecuentes.
Pájaro martín pescador con un molly de azufreJULIANE LUKAS
No son solo los peces los que se dedican a hacer olas, algunos animales voladores, como pájaros y abejas, lo hacen. Eso también. Guy Beauchamp, un investigador independiente del comportamiento animal que estudió el comportamiento de las olas colectivas en las aves y que no participó en el estudio, dice que el enfoque experimental de los investigadores, incluidas sus mediciones de la frecuencia de las olas y el tiempo de espera entre los ataques, fue sólido. Lo más impresionante en [el estudio] es que no solo pudieron medir estas cosas correctamente, [sino que] pudieron iniciar experimentalmente estas ondas usando la honda y viendo cómo afectaba el comportamiento del depredador.
Lukas le dice a The Scientist que, si bien el equipo no puede confirmar un propósito adaptativo para este comportamiento de creación de olas, los investigadores sospechan que las olas son más que un simple mecanismo de escape para los mollies. Eso es porque, como escribe Krause, los mollies de azufre pueden permanecer bajo el agua durante 30 a 40 segundos, pero en las olas solo se sumergen durante aproximadamente una décima parte de ese tiempo. Si esto fuera puramente un comportamiento de escape, no volverían voluntariamente al alcance del depredador volviendo a la superficie antes de lo necesario.
Además del escape, otra posibilidad, escriben los autores en el papel, es que el comportamiento de las olas actúa como una señal para el depredador de que los peces los han visto y, por lo tanto, no serán atrapados fácilmente. Krause postula que el propósito de las olas podría ser una combinación de escape, confusión de depredadores y señalización. Es casi seguro que Escape evolucionó primero y los demás en segundo lugar. Lukas agrega, sin embargo, que la confusión con los depredadores como causa sería muy difícil de evaluar.
James Herbert Read, ecologista del comportamiento de la Universidad de Cambridge que no estaba afiliado al estudio, escribe en un correo electrónico a El científico que existen muchos patrones en el mundo natural, como las ondas de las dunas de arena y las espirales químicas que claramente no tienen ninguna función adaptativa, y que la función adaptativa de este comportamiento colectivo particular en los peces había permanecido previamente no probado Sin embargo, escribe, el equipo de investigación ha demostrado con éxito que las ondas cumplen una función adaptativa contra los depredadores.
Beauchamp también señala dos áreas en la investigación que podrían explorarse más a fondo: examinar los efectos de diferentes depredadores y diferentes condiciones y analizando más profundamente el comportamiento de las presas, incluido si los peces individuales podrían beneficiarse de las olas colectivas sin participar en ellas ellos mismos, una posibilidad que también plantea Krause. Hubo mucha variación en el comportamiento de ondulación, escribe Beauchamp. Y sabemos por sus resultados que hubo mucha variación en la densidad de los peces en la superficie. Hubiera sido bueno ver si los cambios en estos rasgos en la presa hubieran afectado el éxito del depredador.
Lukas dice que planea investigar algunos de estos puntos, incluso si los mollies podrían reaccionar de manera diferente a diferentes depredadores. También quiere examinar cómo avanza la información a través del banco al observar el comportamiento del molly de azufre a nivel individual mientras se producen las olas, lo que podría incluir el seguimiento de peces individuales y observar su velocidad, cómo interactúan entre sí, sus densidades de banco y las distancias entre individuos.
Los resultados de los grupos también podrían ser relevantes para otros animales, como pájaros y abejas, que participan en el comportamiento colectivo de creación de olas, señala Lukas. Independientemente de lo que aprendamos aquí, también podemos volver a otros sistemas e intentar ver si encontramos la misma evidencia. Realmente es solo el punto de partida.
Corrección (27 de diciembre): una versión anterior de este artículo representó erróneamente los comentarios de James Herbert Reads como escépticos de que el estudio había mostrado una función adaptativa para las ondas superficiales de mollies; de hecho, Read había escrito que el estudio demostró tal función. El científico lamenta el error.