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La canción fósil de un grillo jurásico

10 febrero, 2012

Reproducción de Archaboilus musicus, realizada por Lliliana Castaño y Fernando Montealegre.

Reproducción de Archaboilus musicus, realizada por Lliliana Castaño y Fernando Montealegre.

Un grupo de científicos reconstruye el sonido de un insecto que habitó los bosques de la actual Mongolia hace 165 millones de años.

El comportamiento representa un aspecto muy difícil de estudiar en las especies extintas, dado que únicamente pueden ser inferido a partir de rasgos morfológicos, rastros o cualquier otro tipo de evidencias indirectas.

En especial, el origen y evolución de la comunicación acústica es un campo muy complicado, al no quedar ningún registro fósil que pueda ser analizado. En el caso del ser humano, nuestro órgano fonador está constituido por la laringe, un órgano complejo que consta de varios cartílagos y un único hueso, el hioides, situado por debajo de la lengua y sobre el resto de componentes laríngeos.

Las estructuras directamente relacionadas con la emisión de la voz son las denominadas cuerdas vocales, un par de pliegues membranosos constituidos por un ligamento, musculatura y una capa de tejido epitelial. Lógicamente, ninguna de estas estructuras fosiliza fácilmente, dándose además la circustancia de que el hueso hioides, la única estructura laríngea que sí lo hace, no se encuentra articulado con ningún otro hueso, y al fosilizar puede aparecer en una situación desplazada que no corresponde con su ubicación original. Debido a todo esto, en los fósiles de homínidos no resulta posible conocer con seguridad la situación ni estructura de la larigne, lo cual dificulta enormemente el estudio de la evolución del lenguaje.

En otros organismos dotados de exoesqueleto, como los artrópodos, algunas estructuras productoras de sonido fosilizan más fácilmente al encontrarse esculpidas sobre la propia coraza o en estructuras con un buen grado de esclerotización, como pueden ser las alas. Comparando la situación y estructura de estos órganos productores de sonido, podemos inferir como podría haber sido la emisión acústica de estas especies ya desaparecidas.

Esto es lo que acaba de realizar un equipo de investigadores chinos, británicos y estadounidenses con Archaboilus musicus, un ortóptero fósil de 165 millones de años de edad, procedente de Mongolia y perteneciente al suborden Ensifera, en el que se encuadran también los grillos y los tetigónidos (grillos de matorral).

A. musicus sp.n. Fotografías y dibujos de la venación alar del holotipo. Las flechas rojas muestran la ubicación del órano estridulador.

A. musicus sp.n. Fotografías y dibujos de la venación alar del holotipo. Las flechas rojas muestran la ubicación del órano estridulador. (Imagen: Gua et al, 2012)

Comparando con especies actuales la estructura del  órgano productor de sonido, ubicado en las alas anteriores, los científicos han deducido que A. musicus podía emitir cantos musicales a partir de tonos puros  utilizando un mecanismo de resonancia sintonizado en torno a los 6,4 kHz. Este descubrimiento representa un dato importante en el estudio de la evolución de la comunicación acústica, dado que este tipo de cantos musicales se consideraban una adquisición relativamente reciente, mientras que el nuevo descubrimiento muestra que ya estaban desarrollados en el Jurásico medio.

Morfología de la fila de dientes alares en tres especies de Ensifera, mostrando el método para medir la distancia entre ellos. A: Panacanthus pallicornis (Tettigoniidae), B: CDaedalellus nigrofastigium (Tetiigoniidae), D: Cyphoderris buckelli (Prophalangopsidae), E: A. musicus (Haglidae)..

Morfología de la fila de dientes alares en tres especies de Ensifera. A: Panacanthus pallicornis (Tettigoniidae), B: Daedalellus nigrofastigium (Tetiigoniidae), C: Cyphoderris buckelli (Prophalangopsidae), D: A. musicus -fosil- (Haglidae). (Imagen: Gua et al, 2012)

La reconstrucción del sonido ha podido llevarse a cabo gracias al excepcional estado de conservación del órgano productor de sonido, muy parecido al de grillos y tetigónidos actuales. Estos insectos, donde generalmente solo cantan los machos, emiten su canto mediante un mecanismo conocido como estridulación, que consiste en frotar dos estructuras corporales; en este caso, las alas. Una de ellas presenta una vena modificada y provista de una hilera de dientes que se frota con el borde del ala contraria, donde una región también modificada actúa como resonador cuando el insecto desplaza un ala debajo de la otra.

En cuanto al significado biológico de esta estridulación, y utilizando también como referencia las especies actuales, los investigadores piensan que se trata de una llamada de apareamiento de los machos. En este escenario, el sonido debe ser lo suficientemente potente como para recorrer distancias considerables y poder ser escuchado por las hembras, que decidirán si acuden o no a la llamada en función de las características del canto.

Una reconstrucción paleobotánica de los bosques jurásicos del noroeste de China  muestra un entorno poblado por coníferas bastante separadas entre sí y helechos gigantes en el piso inferior de sotobosque. En este entorno de baja densidad de vegetación, junto a la baja frecuencia del sonido de A. musicus apunta hacia una adaptación para la comunicación a larga distancia a ras de suelo o cerca de éste, lo que resulta compatible con la hipótesis de llamada sexual. Este ambiente boscoso sería igualmente favorable al desarrollo de la comunicación acústica en otros animales como anfibios, reptiles y una gran variedad de artrópdos..

Para finalizar, os dejamos con la recreación sonora de una  noche de verano en el noroeste de la actual China, hace 165 millones de años:

Referencias:

Gua, Jun-Jie, Fernando Montealegre-Z, Daniel Robert, Michael S. Engel, Ge-Xia Qiao, and Dong Rena. 2012. Wing stridulation in a Jurassic katydid (Insecta, Orthoptera) produced low-pitched musical calls to attract females.. Proceedings of de National Academy of Science. February 6:Published online before print , 2012, doi: 10.1073/pnas.1118372109


  1. 11 febrero, 2012 a las 9:57

    Impresionante!!!

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  2. Lucien
    11 febrero, 2012 a las 14:18

    ¿Como saben que era con esa velocidad?

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  3. J.M.
    11 febrero, 2012 a las 14:55

    Lucien :

    ¿Como saben que era con esa velocidad?

    Tanto la velocidad como otros factores se infieren a partir de como funcionan los órganos estriduladores de especies actuales próximas a Archaboilus musicus. De igual forma, es imposible saber con seguridad si se trataba de una llamada de apareamiento, dado que además solo se posee un ejemplar.

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  4. juanmanuel2
    11 febrero, 2012 a las 16:16

    Menos mal que estuvo en el jurásico y no actualmente; lo digo porque cuando un grillo se mete en nuestra casa y canta es bastante pesado, pero este… mamita!! 😀
    Muy impresionante que puedan deducirlo a partir de los órganos estriduladores fosilizados.

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  5. 11 febrero, 2012 a las 17:25

    Es un sonido hermoso.

    Lucien, el sonido es una deducción a partir de los datos disponibles. El sonido es sólo una aproximación.

    ¿No te produce una sensación de climax “espiritual”?

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  6. Uri
    11 febrero, 2012 a las 18:19

    Siempre habia asociado la estridulacion con las arañas. Aunque sabia que los grillos emitian sonido mediante el rozamiento pensaba que el sistema era distinto.

    Es impresionante poder llegar a esas deduciones de sucesos sucedidos hace tanto tiempo.

    Una pregunta: ¿Fosilizan mejor los insectos que los otros animales?
    Lo digo por el exoesqueleto.

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  7. anonimo
    18 febrero, 2012 a las 15:26

    Con respecto al calculo de la velocidad de cierre de las alas puedo agregar los siguiente. Se sabe que en especies que producen cantos musicales, la vena de dientecillos presenta un arreglo determinado en especies existentes, y este arreglo fue encontrado en el fosil. Se sabe tambien que un pulso de sonido esta compuesto por ondas que ocurren a la misma frecuencia, osea con igual duracion, y que cada onda es producida cada que el raspador de un ala golpea un dientecillo de la vena. Es decir, si el insecto raspa todos los dientecillos, por ejemplo 100 dientecillos, el pulse estara compuesto de 100 ondas. La duracion de cada onda se calcula como el reciproco de la frecuencia (P=1/f), como f= es igual a 6400 Hz, entonces P=1/6400. Eso es lo que dura cada onda, y lo que dura el pulso, es P multiplicado por el numero de ondas (o numero de dientecillos). Entonces la velocidad se puede predecir como la derivada de distancia en tiempo (v=d/t), entonces d= a la longitud the la vena que contiene los 100 dientes dividida en el tiempo que tarda el raspador en recorrerla, osea la duracion del pulso.

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