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updated 8:58 PM CET, Nov 24, 2017

La increíble física de las marsopas

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marsopa

Cuando se trata de atrapar presas las marsopas usan, literalmente, sus cabezas

Hay muchos misterios sempiternos que rodean a delfines y marsopas. ¿Son realmente tan felices como parecen? ¿Se están riendo de nosotros o con nosotros? Pero una de las preguntas más serias, y mejor investigadas, es cómo funciona realmente su sónar natural.

Sabemos en términos generales cómo se ecolocan los cetáceos: generan ruidos de alta frecuencia que hacen eco de un objeto, creando así una imagen de sonido en el cerebro que les permite determinar su entorno, las posibles amenazas y la presencia de presas. Otros animales también lo hacen, obviamente los murciélagos, y los humanos han construido máquinas que hacen lo mismo.

La pregunta, sin embargo, es esta: ¿cómo lo hacen tan bien? La precisión y la direccionalidad del sonar biológico de las marsopas supera ampliamente a cualquier cosa que los humanos puedan diseñar, y no hay una razón obvia para ello.

Eso no es menos importante porque sabemos cómo lo hacen: los clics se hacen en el pasaje nasal y se emiten a través de la frente del animal como un rayo de ultrasonido. Los ecos de retorno son recogidos por la mandíbula, donde un pasaje de grasa lo transmite al oído interno, donde los impulsos nerviosos son procesados por el cerebro.

El misterio es que las longitudes de onda generadas por los clics son demasiado grandes para capturar el detalle de los objetos a menudo pequeños que los animales son evidentemente capaces de detectar. La física parece ser imposible, pero los resultados son observables. Entonces: ¿cómo diablos lo hacen?

Una respuesta que suena probable ha llegado con un trabajo de investigación con el pegadizo título "Directional acoustic wave manipulation by a porpoise via multiphase forehead structure (Operación de onda acústica direccional por una marsopa a través de la estructura de frente multifásica)", publicado en la revista Physical Review Applied, y escrito por un equipo dirigido por Yu Zhang, de la Universidad de Xiamen en China.

Zhang y sus colegas sugieren que la respuesta radica en las cualidades únicas de la frente de la marsopa. La mezcla de hueso, sacos de aire y músculo dentro de ella le permite al animal ajustar su campo acústico. Para decirlo de otra manera, pueden usar su frente como un metamaterial natural, alterando su estructura física para exhibir propiedades que normalmente no ocurrirían.

ecolocalización en un delfín

Esta investigación amplía los hallazgos de un documento de 2016, también dirigido por Zhang, publicado en la Revista de la Sociedad Acústica de América, que sugiere que la marsopa sin aleta (Neophocaena phocaenoides) es capaz de manipular su cráneo, frente, músculo y melón (una masa única de tejido entre el orificio nasal y el hocico), para sintonizar el haz acústico de su frente.

Al cambiar la forma y la densidad de los tejidos de su frente, los investigadores encontraron que la marsopa puede ensanchar o estrechar el haz de sonido de ecolocalización. La frente, concluyeron, era un instrumento sintonizable.

En otras palabras, los delfines y las marsopas parecen haber desarrollado un metamaterial natural que les da súper-sentidos. Entonces, probablemente podamos concluir que se están riendo de nosotros.

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