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Contenido

Introducción

Capítulo 1: Ojos y la Vista

Capítulo 2: El Diseño del Oído

Capítulo 3: Colores y Patrones

Capítulo 4: El Vuelo

Capítulo 5: Navegación y Orientación

Capítulo 6: Catapults

Capítulo 7: Stickiness

Capítulo 8: Magnificent materials

Capítulo 9: Plant power

Capítulo 10: Motors

Capítulo 11: The origin of life

Capítulo 12: ¿What About ‘poorly designed’ things?

Capítulo 13: ¿Why are there ‘bad things’ in nature?

Capítulo 14: Objections to design

Capítulo 15: Cosmic design

Capítulo 16: Who is the Designer?

Diseñado

por Jonathan Sarfati, Ph.D., F.M.
traducido por Ramon Gomez

Capitulo 2: El Diseño del Oído

La vista no es el único sentido importante. Los nuevos descubrimientos en el oído, el olfato y el tacto también nos han puesto de manifiesto la existencia de un diseño sofisticado capaz de orientar a los ingenieros humanos hacia nuevas técnicas. El oído tiene sus propios mecanismos ingeniosos, y un tipo muy particular de oído, la ecolocalización, es vital para la navegación en los delfines y murciélagos. El sonar creado por el hombre utiliza principios idénticos. Y nuestro sentido del olfato parece funcionar basado en los principios de la espectroscopia vibracional.


Fóveas y sacudidas1

En el artículo El diseño del ojo se explica el sistema de fóvea y sacudidas de nuestro sistema visual, y su gran eficacia en el procesamiento de la información. Esta sección continúa tratando sobre los sistemas de fóveas y sacudidas, pero esta vez en el tacto y en el oído.

public domain, from U.S. National Park Service, via wikipedia

star-nosed mole

Tacto

Hay un tipo de topo denominado ‘topo nariz de estrella’ (Condylura Cristata), cuya variedad semi-acuática vive en América del Norte. Su nombre proviene de la forma estrellada de su nariz, que tiene 22 ‘tentáculos’, los cuales no se utilizan para oler, sino para tocar. Su estrella es más móvil, más compleja y más sensible al tacto que la trompa del elefante.2 Cuenta con más de 25.000 tentáculos increíblemente especializados denominados órganos de Eimer, y con más de 100.000 fibras nerviosas encargadas de transmitir información al sistema nervioso central.3

Los dos tentáculos inferiores sobre la boca, aunque son de los más pequeños, tienen una mayor densidad de terminaciones nerviosas, y disponen del área más grande del cerebro dedicada al procesamiento de su información. Estos son como la fóvea de nuestros ojos. Los otros tentáculos son como nuestra visión periférica, no proporcionan mucho detalle, pero permiten que el aparato sensorial explore una zona amplia.

El topo explora su entorno con unos movimientos de la nariz tan rápidos que nuestros ojos no los perciben, y estos movimientos son como los saltos que dan nuestros ojos. Cuando los otros tentáculos localizan un objeto interesante, la nariz se mueve para traer la ‘fóvea’, es decir, los tentáculos hipersensibles para palpar su textura en detalle. Esto le permite encontrar el alimento muy rápidamente. Esto es tan eficiente que durante una prueba de laboratorio un topo consiguió encontrar cinco trozos distintos de lombriz de tierra en un solo segundo.

Algunos científicos creen que el topo de nariz de estrella evolucionó sus sofisticados apéndices a lo largo de mucho tiempo. Esta idea surge de la forma en la que la estrella se desarrolla en la fase de embrión; la estrella en un principio aparece hundida en la cara del topo, y luego poco a poco se libera de la piel que la recubre, dos semanas después del nacimiento los apéndices se curvan hacia adelante para formar la estrella adulta. Esto, según dicen, sugiere que “los topos de nariz de estrella ancestrales podrían haber tenido jirones de órganos sensoriales colgando de los costados de la cabeza, los cuales podrían haberse erguido lentamente a lo largo de muchas generaciones hasta que formaron la estrella”.4

En primer lugar, esto presupone la idea, ya desacreditada, de Recapitulación Embrionaria.5 En segundo lugar, ¿por qué motivo un mamífero ‘primitivo’ empezaría de repente a desarrollar un apéndice especializado? Si ya era un buen cazador sin poseer la estrella, ¿cuál fue el detonante evolutivo que inició el desarrollo de la estrella?

Fóvea acústica en murciélagos ecolocalizadores

Los murciélagos ecolocalizadores disponen de muchos receptores y dedican una gran área del cerebro a escuchar un estrecho espectro de frecuencias auditivas que se corresponde aproximadamente con las vibraciones ultrasónicas emitidos por ellos mismos. Pero los ecos de los objetos en movimiento tienen una frecuencia diferente, por lo tanto la fóvea del murciélago podría no detectarlos. Así que el murciélago usa también ‘saltos de sonido’, pues está constantemente cambiando el tono del impulso que emite, para que el eco vaya en sintonía con la ‘fóvea’.3,6

¿Evolución Convergente?

Estos ingeniosos sistemas de fóvea y saltos en tres sentidos totalmente diferentes poseen un diseño increíblemente eficiente. Un artículo de la revista Scientific American sobre el topo de nariz estrellada explica este fenómeno como ‘evolución convergente’. Pero no hace el menor esfuerzo para explicar cómo este sistema podría haber evolucionado independientemente tres veces mediante pequeños pasos, teniendo cada uno de ellos una ventaja sobre su predecesor. Al contrario, la “explicación” que ofrece no tiene nada que ver con la ciencia, y todo que ver con su sesgo materialista (es decir; el materialismo es cierto y por lo tanto la evolución convergente tiene que haber ocurrido).

El ingenioso oído de la mosca fuente de inspiración para los ingenieros7

La Diferencia de Tiempo Interaural (DTI) es el principal mecanismo para detectar la dirección de un sonido y consiste en medir la ligera diferencia de tiempo que separa la llegada del sonido en cada oído, así como su intensidad, la cual es un poco mayor en el oído más cercano.

Una pequeña mosca hembra, Ochracea Ormia, puede localizar al macho siguiendo su canto para poner sus huevos sobre él.

Sin embargo, los oídos de la mosca sólo están separados por una distancia de 0,5 milímetros, lo que significa que su diferencia de tiempo interaural (DTI) es a sólo 1,5 microsegundos (un microsegundo es la millonésima parte de un segundo), y la diferencia de intensidad es prácticamente nula.

¿Cómo lo consigue? Dispone de un puente, parecido a una palanca flexible, que comunica entre sí los tímpanos de la mosca. De este modo se obtiene una resonancia que aumenta la diferencia de tiempo aproximadamente 40 veces, y el tímpano más cercano al sonido vibra alrededor de 10 decibelios más fuerte (lo cual es una enorme diferencia!).

Además, los nervios de la mosca envían su respuesta codificada consiguiendo así que la diferencia de tiempo aumente cinco veces más. Por último, la programación de vuelo de la mosca está conectada con las señales procedentes de sus oídos. El resultado combinado de todo esto es que la mosca puede determinar la dirección de procedencia del sonido con una exactitud de 2 grados, la misma capacidad que los seres humanos.

Esta tecnología mecánica y de procesamiento de señales se utiliza para mejorar los audífonos, los cuales en principio no pueden detectar direccionalidad, y también podría utilizarse para el diseño de micrófonos direccionales en miniatura.

el diseño en la naturaleza ha enseñado algunas lecciones a los mejores diseñadores humanos

Una vez más, el diseño en la naturaleza ha enseñado algunas lecciones a los mejores diseñadores humanos. Si bien esto apoya firmemente la idea de Diseñador, el trabajo de investigación8 dice que el oído de la mosca es una “innovación evolutiva”, sin la menor explicación de cómo la estructura mecánica y el sistema de codificación nervioso pudieron surgir mediante pequeñas mutaciones y selección natural.

Búhos: Oído agudo gracias a sus microprocesadores9

La mosca de la Ormia no es la única criatura dotada de un mecanismo provisto de una sombrosa y sofisticada tecnología en los nervios auditivos para ayudarle a determinar la dirección del sonido. La capacidad auditiva direccional de los búhos es también una consecuencia de la forma cómo los nervios procesan la velocidad del sonido y las diferencias de intensidad. La mayoría de las neuronas (células nerviosas) ‘se disparan’ cuando las señales de entrada alcanzan un determinado umbral, y actúan “como un transistor en un circuito electrónico”. Pero “las neuronas del mapa auditivo de la lechuza se multiplican”, por lo que cada una “es como un pequeño procesador; pero mucho más poderoso en su potencia de cálculo”.10

Diseño olfativo: el olor y la espectroscopia11

Nuestro sentido del olfato es en realidad un complejo sistema diseñado para detectar miles de productos químicos. Nos ayuda advirtiéndonos del peligro, por ejemplo, detectando los alimentos que se encuentran en estado de descomposición; así podemos oler un componente de la carne podrida, llamado etil mercaptano, en una concentración tan pequeña como la 400 millonésima parte de un miligramo por cada litro de aire.12

El olfato también nos ayuda a distinguir los distintos tipos de alimentos y flores. De hecho, el sentido del olfato es el verdadero responsable de la mayor parte de los diferentes ‘gustos’ de los alimentos. En muchos animales, el olfato es aún más importante que en los seres humanos; por ejemplo, ayuda a las abejas a encontrar el néctar.

Recientemente, el biofísico Luca Turín propuso que lo que realmente detectan nuestros sensores olfativos es la energía desprendida por las diferentes vibraciones moleculares.13 Así pues, parece que estos receptores funcionan según el mismo principio de la mecánica cuántica observado en la espectroscopia vibracional (que es el campo de mi tesis doctoral).

Esta energía depende de la composición química; ciertos grupos de átomos poseen energías similares. Los productos químicos con azufre enlazado a hidrógeno tienden a vibrar de manera similar y muy a menudo huelen a ‘huevo podrido’; los huevos podridos producen esos mismos productos químicos.

La teoría de Turín se sustenta empíricamente en el olor a huevo podrido de determinados combustibles para cohetes (boranos) que no tienen nada en común con los compuestos de azufre, excepto vibraciones similares.

Los receptores generan señales de una manera compleja, el bulbo olfatorio recoge estas señales y las procesa y ordena para luego enviarlas al cerebro.

Sea o no correcta la idea de Turín, el sistema olfativo da muestras de complejidad irreducible, lo cual es evidencia de haber sido diseñado. La maquinaria de detección de productos químicos requiere proteínas que posean la forma exacta para poder las albergar las moléculas del olor. Y según el modelo de Turín, también los niveles de energía adecuados. Pero incluso si los sensores estuvieran plenamente operativos, la información química seleccionada por la nariz sería inútil sin una conexión nerviosa para transmitir la señal al cerebro para que éste la procesara.

DETALLES TECNICOS

El Diseño de la Nariz

La nariz contiene millones de receptores, clasificados en 500–1000 tipos diferentes. Están en el epitelio olfativo amarillo que cubre alrededor de 2,5 cm2 en cada lado de la nariz interna. Los diferentes tipos de receptores son proteínas plegadas formando una forma precisa en las cuales las moléculas de olor pueden acoplarse. Cada receptor está acoplado a una proteína G. Cuando la molécula de olor se encaja con el receptor, la proteína G se libera. Esto pone en marcha un segundo mensajero para estimular una neurona para enviar una señal. La cual se transmite por las fibras del nervio olfativo que entran en cualquiera de las dos estructuras especializadas (bulbos olfatorios), como proyecciones bajo la parte frontal del cerebro. Los cuales clasifican las señales, y las transmitirá al cerebro para su procesamiento.12,14

Efecto túnel

De Turín propuso un mecanismo en que un electrón se desplaza mediante un efecto de túnel de un donante a un receptor de la molécula del receptor, provocando la liberación de una proteína G. Para que se produzca el efecto túnel se requiere que tanto el punto de partida como el de llegada tengan la misma energía, pero De Turín considera que la zona donante tiene una energía superior a la del receptor. Y lo que se necesita para excitar la molécula del olor y que se sitúe en estado cuántico superior de vibración es, precisamente, una diferencia de energía. Por lo tanto, cuando la molécula de olor aterriza, puede absorber la cantidad exacta de la energía del electrón, consiguiendo el efecto de túnel a través de sus orbitales.

Espectroscopia vibracional

Esto significa que en realidad los receptores olfativos detectan la energía cuántica de las transiciones de vibración en las moléculas de olor, como propuso por primera vez G.M. Dyson en 1937.15 Esta energía disminuye al incrementarse la masa de los átomos, y aumenta al incrementarse la fuerza de los enlaces. También depende de la simetría de la molécula. Para una molécula diatómica,16 la energía de la transición fundamental es:

E = ћ(k/μ)½

Donde ћ es h/2π donde h es la constante de Planck, k es la constante de fuerza de la unión, y π es la masa reducida, que se relaciona con las masas de los dos átomos por:

π = m1m2/(m1 + m2)

La radiación incidente electromagnética de la frecuencia apropiada (ν) a veces puede causar una transición. La cual está relacionada con la energía por:

E = h ν

De la energía de vibración y la radiación correspondiente normalmente se mide en números de onda, el inverso de la longitud de onda, se relacionada con la energía por:

ν~ = E/hc

Dado que esta energía se encuentra en la región infrarroja, la espectroscopia de absorción de infrarrojos es una herramienta común para la medición de las energías de vibración y la fuerza de adhesión (junto con la técnica complementaria de la espectroscopía Raman).

Esto significa que ciertos grupos de átomos tienen energías similares, así que tienen un espectro de vibración similar. Por ejemplo, los productos químicos con enlaces de sulfurhidrogeno tienden a vibrar a cerca de 2500 cm-1 y esto se percibe a menudo como un ‘olor a podrido’ los huevos podridos producen substancias químicas como el sulfuro de hidrógeno (H2S), y el mercaptano etílico producido por la carne podrida es C2H5SH.

Turín apoya su teoría señalando que decaborano (B10H14) tiene un olor muy similar a los compuestos de S-H, y no tiene nada en común con ellos, aparte de similares energías vibratorias. Aunque el boro tiene una masa atómica mucho más baja que el azufre, los enlaces B-H son mucho más débiles que los enlaces S-H, y estos efectos se contrarrestan.

Dos compuestos análogos, el ferroceno y el niqueloceno añadieron apoyos adicionales a la teoría. Estos tienen un ion metálico divalente (hierro y níquel, respectivamente) colocado entre dos aniones ciclopentadienilo (C5H5-). La diferencia de vibración principal entre ellos es que el anillo metálico en el ferroceno vibra a 478 cm-1 , mientras que en niqueloceno loa hace a 355 cm-1 . El Ferroceno huele bien picante, mientras que niqueloceno huele como los anillos de hidrocarburos aromáticos. Turín propone que por debajo de un umbral de 400 cm-1 , el “ruido de fondo” amortigua la señal de vibración, por lo que la nariz no puede detectarlo.

Dado que los diferentes isótopos tienen masas distintas, pero propiedades químicas similares, éstos afectan a la energía de vibración. Puede verse en la fórmula de la masa reducida que en los resultados de mayor diferencia de sustitución de Hidrógeno (Ar = 1) con Deuterio (Ar = 2), el numerador es doble. De hecho, el Acetofenon deuterado huele más a fruta que el Acetofenon ordinario (C6H5COCH3). También huele ligeramente a almendras amargas, al igual que muchos de los compuestos que contienen el Cianuro o el grupo de Nitrilo (C≡N); tanto el enlaces C-D como el C≡N vibran a 2200 cm-1 . La teoría de Turín explica lógicamente los diferentes olores de los diferentes isótopos, pero éstos son muy difíciles de explicar por medio de otras teorías.

Uno de los retos a la teoría de Turín son los diferentes olores de algunos enantiómeros (isómeros ópticos), ya que tienen un espectro de vibración idéntico. Por ejemplo, R-carvona huele a menta verde, y S-carvona huele como la alcaravea. La respuesta es que los espectros son idénticos sólo en un medio aquiral, como en solución o en fase gaseosa. Pero los receptores olfativos son quirales y orientan los dos enantiómeros de forma diferente. Esto significa que en la dirección de túnel en cada enantiómero hay diferentes grupos vibratorios. Turín piensa que el alcaravea carvona-S se orienta de forma que un grupo carbonilo (C=O), está en esa dirección, por lo que se detecta, en el carvona-R, y se aparece en ángulo recto, por lo que queda ignorada. Turín apoyada esta idea fabricando un perfume de alcaravea mediante la mezcla de la carvona con el butanona (C2H5COCH3) que contiene carbonilo.

Si la teoría de Turín es cierta, entonces la espectroscopia de infrarrojo y la espectroscopia Raman deberían ser instrumentos esenciales para la industria del perfume! Turín también utiliza la espectroscopia de túneles inelástica; ‘inelástica’ se refiere a la pérdida de energía antes del tunelado, como en el mecanismo sensorial propuesto.

Todavía hoy comprendemos muy poco de cómo funciona la química precisa del olfato. Pero Turín, cree que ha encontrado un péptido (proteína corta) que podría funcionar como el donante de electrones, junto con NADPH. También ha encontrado cinco residuos de aminoácidos coordinados con un átomo de zinc, que podrían ser el sitio receptor. Un síntoma de la falta de zinc en el organismo es la pérdida del sentido del olfato, y el zinc aparece frecuentemente en reacciones de transferencia de electrónica biológica.

Ecolocalización

Muchas criaturas navegan y detectan a sus presas mediante ecolocalización. La ecolocalización consiste en emitir impulsos sonoros, y en escuchar sus ecos. Cuanto mayor tarda el eco en regresar del objeto, tanto más lejano está.

El tono del eco proporciona información sobre la velocidad del objeto a través del efecto Doppler, llamado así por el físico austriaco Christian Doppler (1803–1853), que estudió el sonido de fuentes móviles en 1842. Este efecto es bien conocido, a medida que un tren se mueve hacia nosotros, más y más ondas sonoras se acumulan en el aire en un determinado periodo de tiempo, por eso oímos una frecuencia mayor, un tono más alto. Ocurre lo contrario cuando el tren se aleja de nosotros; en este caso el número de ondas sonoras acumuladas por unidad de tiempo disminuye, por lo que percibimos una frecuencia menor. Por eso percibimos una caída repentina en el tono cuando pasa el tren junto a nosotros, y el tono sigue siendo bajo, a medida que se aleja. De la misma forma si el objeto se mueve hacia una criatura, el tono del eco se incrementará, si el objeto se está alejando el tono del eco disminuirá.

La ecolocalización funciona mejor en alta frecuencia, es decir ultrasonido, porque las longitudes de onda son más pequeñas y por lo tanto el ecolocalizador es capaz de detectar objetos más pequeños.

public domain, from NASA, via wikipedia

bottlenose dolphin

Delfines

Muchos cetáceos encuentran objetos mediante ecolocalización. Tienen un sistema de sonar tan preciso que es la envidia de la Marina de los EE.UU. Puede detectar un pez del tamaño de una pelota de golf a 70 metros (230 pies) de distancia. Un experto en la teoría del caos ha demostrado que las ráfagas de impulsos (llamados clicks) emitidos por el delfín forman un patrón matemáticamente diseñado para la obtener la mejor información posible.17

No hay pruebas de que este sistema evolucionara a partir de estadios más simples. Según un evolucionista, “los antepasados de los delfines modernos tenían una estructura del oído que sugiere que podrían ecolocalizar tan bien como sus parientes modernos”.18

Control de volumen

Dado que con la distancia disminuye la intensidad del sonido, un dispositivo de ecolocalización necesita corregir este inconveniente. Los dispositivos de sonar comerciales regulan la sensibilidad del receptor, y se ha observado que los murciélagos hacen lo mismo, sin embargo los delfines regulan la intensidad del emisor.19

Los investigadores han descubierto que a medida que un delfín se acerca a su objetivo, la amplitud de la señal disminuye en 6 decibelios (75%) cada vez que la distancia reduce a la mitad.

Los delfines actúan así espontáneamente. El delfín produce las señales presionando su sistema nasal y manipulando el aire a través de sus labios fónicos. El delfín también espera que el eco regrese antes de emitir, la siguiente señal. Así que al cercarse el delfín, el eco regresa más rápido, por lo que cantidad de señales aumenta. Por lo tanto, para que el delfín pueda mantener la energía acústica total constante durante un ciclo de presurización en su conjunto, al aumentar la tasa de clicks, la energía dedicada a cada click debe disminuir. Así, el volumen de la señal se regula automáticamente según la distancia.

Lentes de sonido

Los cetáceos ecolocalizadores poseen un seno lleno de aceite en el maxilar inferior, que transmite el eco al oído interno. También disponen de una adaptación increíble llamado el ‘melón’, una protuberancia de grasa en la frente. Este ‘melón’ es realmente un lente de sonido; una sofisticada estructura diseñada para enfocar las ondas de sonido emitidas en un haz que el delfín puede dirigir a voluntad. Esta lente de sonido funciona a base de diferentes lípidos (compuestos grasos) que doblan las ondas sonoras de ultrasonidos que las atraviesan de diferentes maneras. Los distintos lípidos tienen que estar dispuestos en la forma correcta y seguir un orden preciso para poder enfocar el eco de sonido al regresar. Cada uno de los lípidos es único y diferente de los lípidos de la grasa normal, y se elabora mediante un complicado proceso químico que requiere una serie de enzimas diferentes en cada caso.20

Para que un órgano así hubiera evolucionado, las mutaciones aleatorias deberían haber formado las enzimas apropiadas que elaboraran los lípidos adecuados, y otras mutaciones deberían haber causado que los lípidos que se depositarán en el lugar necesario y adquirieran su forma justa. La evolución gradual, paso a paso de un órgano funcional no es viable, porque hasta que los lípidos no estén totalmente formados y como mínimo parcialmente colocados en su lugar y con su forma, el órgano sería inservible. La selección natural no podría haber creado ni siquiera un sistema parcialmente funcional.

Murciélagos

Los murciélagos son animales eficaces; uno de cada cinco mamíferos es un murciélago, y el único tipo de mamíferos que tiene más especies que el murciélago es el roedor. Los murciélagos se distinguen del resto de los mamíferos por su capacidad para volar abiertamente, y muchos de ellos están equipados también de un sistema de sonar exquisitamente diseñado. Se dio la coincidencia que los científicos lo descubrieron en la misma época el que los ingenieros desarrollaban el sonar secreto durante la Segunda Guerra Mundial. En una conferencia de zoología, en la que los investigadores anunciaron el descubrimiento del sonar del murciélago, uno de los “distinguidos científicos” presentes se sintió “tan indignadamente incrédulo” ante la idea de que los murciélagos pudieran hacer algo remotamente similar a la última victoria de la ingeniería electrónica que cogió uno de los investigadores por los hombros y lo zarandeó!21

Los murciélagos ecolocalizadores pescadores pueden detectar la aleta de un pequeño pez, tan delgada como un cabello humano, que sobresalga tan sólo 2 milímetros por encima de la superficie del agua. Tal precisión es posible porque los murciélagos pueden distinguir el eco de los ultrasonidos que se encuentren muy cercanos. El sonar hecho por el hombre puede distinguir los ecos separados por 12 millonésimas de segundo, aunque con “un gran esfuerzo este valor se puede reducir a 6 u 8 millonésimas de segundo”24 Sin embargo, según el investigador James Simmons, de la Universidad de Brown, los murciélagos distinguen “relativamente fácilmente” los ultrasonidos de un eco separados por 2 ó 3 millonésimas de segundo. Esto significa que son capaces de diferenciar dos objetos que estén separados entre sí 0,3 milímetros (el grosor de la línea de un lápiz sobre papel).22

No hay ninguna evidencia fósil de que un sistema así haya evolucionado. En palabras de un evolucionista:

“Los fósiles de murciélagos más antiguos, pertenecientes a un linaje extinguido, fueron desenterrados de las rocas de una edad de alrededor de 54 millones de años, pero las criaturas que representan no son drásticamente diferentes de los murciélagos vivos en la actualidad, dice Mark S. Springer, un biólogo evolutivo en la Universidad de California, Riverside.
“Entre las características distintivas de estas criaturas encontramos los dedos alargados que soportan las membranas de las alas y el enorme entramado de estructuras óseas del oído interno, evidenciando que eran capaces de detectar los chirridos de alta frecuencia utilizados en la ecolocalización.”18

Otro problema para los darvinistas es que la mayoría de los murciélagos ecolocalizadores usan sus cuerdas vocales para crear sus ecos, pero algunos megamurciélagos usan su lengua para emitir estos sonidos. ¿Evolucionaron separadamente o divergieron a partir de un solo tipo?23

Control de impulsos auditivos

Al igual que el sonar diseñado por el hombre, la sensibilidad receptora debe disminuir con la cercanía al objeto, de lo contrario los murciélagos correrían el riesgo de quedarse sordos. Entonces… ¿por qué los murciélagos no quedan ensordecidos por sus propios sonidos?

Los sonares diseñados por el hombre disponen de un sistema de ganancia de tiempo variable, según el cual la aceptación del receptor aumenta logaritmicamente con el tiempo transcurrido desde el impulso sonoro.24 Desde hace décadas sabemos que los murciélagos tienen el mismo control automático de ganancia.

Sus músculos del oído medio, que están muy bien desarrollados y perfectamente controlados por el sistema nervioso, desempeñan un papel clave. El músculo del stapedius, que controla un diminuto hueso llamado estribo funciona en coordinación con los músculos de la laringe (lo que crea el sonido emitido). Justo antes de un impulso sonoro, el stapedius se contrae, reduciendo la sensibilidad, luego se relaja en apenas 10 milisegundos. Cuando el murciélago está muy cerca, de modo que la señal sonora es muy densa y el eco muy fuerte, el músculo del stapendius permanece contraído a través de una serie de pulsos.25

public domain, via wikipedia

big-eared bat

Evitar el desorden

Entonces, ¿cómo un murciélago distingue entre el eco de un insecto volador y los otros ecos de su entorno, como los ecos procedentes de las hojas? Un equipo encabezado por Cynthia Moss, de la Universidad de Maryland, ha usado cámaras infrarrojas de la alta velocidad y micrófonos estratégicamente situados en su ‘Batlab’ (laboratorio de murciélagos) para estudiar cómo esto es posible.26 Descubrieron que cuando un murciélago se acerca a un objetivo interesante, emite una serie de pulsos repetitivos rápidos, llamados grupos de sonar estroboscópico. Y justo antes de la captura, el murciélago envía una nueva serie de sonidos muy rápidos; el zumbido final. Al situar un insecto atado cerca de una planta, Moss dijo: “En todos los casos nos encontramos con que los murciélagos pasaban más tiempo en fase estroboscópica cuando el insecto estaba situado cerca de una planta, esto un fuerte indicio de que el murciélago usa paquetes de sonar estroboscópico para intentar distinguir el insecto de los objetos de su entorno … También varían los intervalos entre los impulsos en el grupo de estrobo, en función de la distancia entre la presa y los elementos que la rodean”27

Este estudio también refutó la idea de que el eco del murciélago está coordinado con su aleteo. Esta no era una propuesta descabellada, ya que en 1971 se demostró que el aleteo se produce en coordinación con la respiración; la inhalación con el aleteo descendente y la exhalación con el aleteo ascendente. (Esto sorprendió a los investigadores ya que uno podría pensar que dada la fuerza del aleteo descendente éste tendería a comprimir el tórax y exhalar el aire de los pulmones).28

Pero, como señaló Moss, “si la emisión de sonidos fuera producida estrictamente por el aleteo y la respiración, entonces sería de esperar que se produjera interrupciones en los grupos de sonar estroboscópico durante una fase determinada de la bajada.” En cambio, ella dice, “nos encontramos con que los grupos de sonido se producen en todas las fases del ciclo de aleteo, y ciertamente durante todo el zumbido final. Esto sugiere que el control de la voz de los murciélagos puede funcionar independientemente del ciclo aleteo-respiración. Más importante aún, los resultados de este estudio muestran claramente que los murciélagos controlan los momentos de emisión de sus llamadas para modificar directamente los patrones de los ecos utilizados en la recepción.”27

Guácharo, el pájaro aceitoso29

Los murciélagos y los delfines son conocidos por su ecolocalización, pero frecuentemente se desconoce que hay otras aves que también utilizan esta habilidad. Uno de ellas es el pájaro aceitoso (o Guácharo, Steatornis caripensis) de Centroamérica y del norte de América del Sur. Es la única ave nocturna que come fruta en el mundo, aunque oficialmente es un ave de presa. Es tan distinta de otras aves que es la única especie de su familia; Steatornithidae.30

Estas aves viven en cuevas de brea negra, y usan la ecolocalización para navegar. A diferencia de los murciélagos, que utilizan ultrasonidos, los guácharos emiten chillidos que los humanos sí pueden oír.31 Su ultrasonido es lo suficientemente preciso como para que la madre guácharo lo utilice para evitar tirar a sus polluelos fuera del nido, lo que es una verdadera hazaña teniendo en cuenta posee un ala de un metro de envergadura. Sus polluelos nacen ya con la capacidad de ecolocalizar, no necesitan aprender nada.

The Lilac Breasted Roller/flickr (CC by 2.0)

oilbirds

Súper visión

En contraste con la proverbial ceguera de los murciélagos, los guácharos tienen los ojos más sensibles a la luz que la mayoría de los vertebrados. En 2004, los investigadores descubrieron que los bastones, los fotorreceptores responsables de detectar la luz tenue, son inusualmente pequeños, sólo 1,3 micras de diámetro por 18,6 micras de longitud.32 Además, los bastones se superponen formando tres niveles, una estructura que sólo ha sido observada previamente en peces de aguas profundas.33 El resultado es una densidad de 1 millón de varillas por milímetro cuadrado, superior a cualquier otro ojo de los vertebrados conocidos. En contraste, sólo están presentes un pequeño número de células fotorreceptoras de cono (que sirven para identificar los colores), ya que requieren luz brillante (por esta razón nosotros no podemos ver bien los colores en la oscuridad).

Además, a pesar de su pequeño tamaño, el ojo de un guácharo posee, “la más alta capacidad de absorción lumínica observada en las aves”, porque su pupila se puede dilatar hasta adquirir un diámetro de 9 mm.32 Estas características únicas hacen que el ojo guácharos sea extremadamente sensible a los niveles bajos de luz y, junto con sus otros sentidos (olfato y ecolocalización) muestran el diseño supremo el guácharo es un estilo de vida nocturno.

¿Evolución convergente?

Hay otro tipo de ave que utiliza ecolocalización: los vencejos de las cavernas del sur de Asia.30 Sin embargo, se alimentan de insectos en lugar de fruta. Estas aves son muy diferentes de los guácharos, por tanto su sistema de ecolocalización no podría haber evolucionado a partir de un antepasado común. En cambio, los evolucionistas lo atribuyen a la ‘convergencia’, un término que acuñaron para describir la situación en que la misma característica aparece en diferentes organismos, cuando es imposible que sea debido a tener un antepasado común (es decir, la evolución). Es una palabra disfrazada de explicación. Pero esto implica que esta maquinaria tan compleja evolucionó no sólo una vez sino dos veces. Ya es difícil creer que evolucionara una vez, mucho más dos.

Referencias

  1. Según Weston, P. y Wieland, C., The Mole, y Sarfati, J. Superb sense organ sheds light on alleged eye imperfection, Creation 25(2):46–50, de 2003; creation.com/mole#organ. Regresar al texto.
  2. Salisbury, D.F., Star-nosed mole has moves that put the best magician to shame, vanderbilt.edu, 2005. Regresar al texto.
  3. Catania, K.C., The nose takes a starring role, Scientific American 287(1):40, 2002. Regresar al texto.
  4. Catania, ref. 3, p.43. Regresar al texto.
  5. Grigg, R., ‘Ernst Haeckel: Evangelist for evolution and apostle of deceit‘, Creation 18(2):33–36, 1996; creation.com/haeckel. Regresar al texto.
  6. El cambio de frecuencia se debe al efecto Doppler, y los saltos se llaman compensación Doppler-shift. Regresar al texto.
  7. Según Sarfati, J., Ear Now An incredible design in a tiny fly is inspiring engineers, Creation 23(4):55, 2001; creation.com/ear-now. Regresar al texto.
  8. Mason, A.C., et al., Hyperacute directional hearing in a microscale auditory system, Nature 410(6829): 686–690, 2001; Narins, P.M., In a fly’s ear, mismo ejemplar, pp. 644–645; Cricket pitch, p. ix . Regresar al texto.
  9. Según Sarfati, J., Wising up to design, Creation 23(4):55, 2001; creation.com/ear-now#wisingup. Regresar al texto.
  10. Peña, J.L. and Konishi, M., Auditory spatial receptive fields created by multiplication, Science 292(5515):249–252, 2001; Helmuth, L., Location neurons do advanced math, same issue, p. 185. Regresar al texto.
  11. Según Sarfati, J., Olfactory design: smell and spectroscopy, Journal of Creation 12(2):137–138, 1998; creation.com/smell. Regresar al texto.
  12. Recepción sensorial: Smell (Olfactory) Sense, Britannica CD, Version 97, Encyclopædia Britannica, Inc. 1997. Regresar al texto.
  13. Turin, L., A spectroscopic mechanism for primary olfactory reception, Chemical Senses 21(6):773, 1996. El Dr Turin escribió (correo electrónico de 9 Febrero 2000) en respuesta a mi artículo (Ref. 11): ‘Estimado Dr Sarfati, Le escribo para felicitarle a usted y a su lúcido y exacto descripción de mi teoría espectroscópica del olor … Escribió que no estaba necesariamente de acuerdo con mi conclusión de que el responsable es un diseñador.Pero, continuó, “estoy totalmente de acuerdo, sin embargo, que si es cierto, mi teoría es un ejemplo más de la concepción maravillosa de los seres vivos”, pero dejó sin contestar la cuestión sobre la causa de este diseño. Regresar al texto.
  14. Hill, S., Sniff’n’shake, New Scientist 157(2115):34–37, 1998. Regresar al texto.
  15. Sell, C., On the right scent, Chemistry in Britain 33(3):39–42, 1997. Regresar al texto.
  16. Para moléculas más complejas, véase Wilson, E.B., Decius, J.C. and Cross, P.C., Molecular Vibrations: the theory of infrared and Raman vibrational spectra, McGraw-Hill, New York, 1955. Regresar al texto.
  17. Howlett, R., Flipper’s secret, New Scientist 154(2088):34–39, 1997. Regresar al texto.
  18. Perkins, S., Learning to listen: How some vertebrates evolved biological sonar, Science News 167(20):314, 2005. Regresar al texto.
  19. Au, W.W.L. and Benoit-Bird, K.J., Automatic gain control in the echolocation system of dolphins, Nature 423(6942):861–863, 2003; Tromans, A., Echolocation: volume control, perspective, same issue, p. 815. Regresar al texto.
  20. Varanasi, U., Feldman, H.R., and Malins, D.C., Molecular basis for formation of lipid sound lens in echolocating cetaceans, Nature 255(5506):340–343, 1975. Regresar al texto.
  21. Dawkins, R., El Relojero Ciego, p. 43, Norton & Company, Inc., Nueva York, EE.UU., 1986. Regresar al texto.
  22. Simmons fue citado en el artículo justamente titulado, “Los murciélagos ponen en ridículo a la tecnología”, Cincinnati Enquirer, 13 de octubre de 1998. Su trabajo de investigación: Simmons, J.A. et al., Echo-delay resolution in sonar images of the big brown bat, Eptesicus fuscus, Proceedings of the National Academy of Sciences EE.UU. 95(21):12647–12652, 1998. Regresar al texto.
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  26. Moss, C.F., Bohn, K., Gilkenson, H. y Surlykke, A., escucha activa para la orientación espacial en una escena compleja auditiva, PLoS Biology 4(4):E79, 7 de marzo de 2006, doi: 10.1371/journal.pbio .0040079. Regresar al texto.
  27. Los murciélagos tienen habilidades complejas para analizar el “desorden”, PhysOrg.com, 2006. Regresar al texto.
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  29. Según Bell, P., The super-senses of oilbirds: Bizarre birds elude an evolutionary explanation, Creation 28(1):38–41, 2005; creation.com/oilbird. Regresar al texto.
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  31. Konishi, M. y Knudsen, E.I., El guácharo: la audición y la ecolocalización, Science 204(4391):425–427, 1979. Regresar al texto.
  32. Martin, G., et al., Los ojos de guácharos (Steatornis caripensis): superación de los límites de la sensibilidad, Naturwissenschaften 91(1):26–29, 2004. Regresar al texto.
  33. Pilcher, H.R., Vista de pájaro, Nature 427(6977):800, 2004. Regresar al texto.

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