Y SU CONTROL SOBRE
EL COMPORTAMIENTO ANIMAL[1]
La comunicación entre animales se caracteriza por interacciones entre aquellos que se comportan como emisores y aquellos que se comportan como receptores. Los emisores emiten señales y codifican en ellas mensajes. Los receptores, en cambio, reciben las señales y obtienen de ellas su significado, pudiendo cambiar su comportamiento en respuesta al mensaje recibido. Emisores y receptores –quienes pueden intercambiar sus roles en cada interacción– deben compartir, al menos en parte, el mismo código. En otras palabras, ambos necesitan “hablar el mismo idioma”, para que las señales sean “entendidas” y exista comunicación.
Sin embargo, la comunicación en el reino animal no sólo se limita a interacciones entre animales, sino que también ocurre dentro de ellos. Estas interacciones, que ocurren tanto dentro como fuera de los animales, juegan un papel crucial en el control de su comportamiento.
Así como los animales se pueden comportar como emisores y receptores de señales, sus células también. Las células emisoras producen y liberan sustancias químicas llamadas mensajeros químicos. Éstos llevan mensajes a las células receptoras, las cuales en respuesta pueden generar cambios en el comportamiento de los animales.
Dos tipos de mensajeros químicos que son cruciales en el control del comportamiento, y que mencionaré aquí brevemente, son las feromonas y las hormonas. Las feromonas producen cambios comportamentales en otro animal de la misma especie. Las hormonas, en cambio, transmiten información que viaja de una parte a otra(s) del mismo cuerpo, generando cambios de comportamiento en el animal que las produjo.
A simple vista, podría parecer que las feromonas, sustancias químicas que sirven para transmitir información olfativa entre animales, tienen pocas ventajas en comparación con otras formas de comunicación, ya que las señales olfativas se difunden de forma (relativamente) lenta y su velocidad y dirección dependen sobre todo del viento. Además, debe pasar un tiempo para que éstas se dispersen antes de que sea posible usar otros olores (Slater, 2000).
En determinadas circunstancias, sin embargo, las feromonas son la mejor opción. Una polilla hembra, por ejemplo, no podría ser vista u oída a una distancia mayor a cien metros debido a su pequeño tamaño, pero un macho de su misma especie puede detectar la feromona que ella libera, a distancias mucho mayores (Slater, 2000). Las feromonas también son de gran utilidad cuando el animal busca señalizar de forma constante un objeto o las fronteras de su territorio. Muchos mamíferos utilizan glándulas especiales para la producción de estos olores o incluso su propia orina y/o heces. Tal es el caso de las feromonas que contiene la orina de perros y gatos, con la cual marcan tanto árboles como otros objetos y ayudan a establecer límites territoriales. Así, estos animales no necesitan estar presentes durante todo el tiempo en el mismo lugar (Slater, 2000), lo que les supondría un gasto grande de energía y tiempo.
¿Por qué los machos de la mariposa de seda (Bombyx morí) se sienten atraídos por las hembras de su especie? Esta es la pregunta que se hicieron Adolph Butenandt (1903-1995) y otros investigadores. Su búsqueda de una respuesta a esta pregunta se hizo difícil, ya que la feromona –a la que se le llamó bombicol (Butenandt, Beckmann, Stamm y Hecker, 1959)– es liberada por la hembra desde varios kilómetros de distancia y en cantidades muy reducidas. Por ello, confirmar sus efectos e identificar su estructura química llevó casi veinte años y el bombicol de miles de hembras.
De estos ejemplos también se desprende que las feromonas se pueden transmitir de varias formas. Algunas son volátiles, como las que se encuentran en la orina u otras secreciones corporales de muchos mamíferos y que son liberadas al medio o restregadas contra objetos. Otras, en cambio, se transmiten por contacto directo, como ocurre en los insectos con el nivel más alto de organización social: los insectos eusociales. Éstos transfieren alimento y otras sustancias como las feromonas a otros miembros de la colonia a través del contacto boca-boca o ano-boca, mecanismo llamado trofalaxia.
Una polilla macho puede detectar la feromona de una polilla hembra a una distancia mayor a cien metros
Las feromonas también pueden diferenciarse según el tipo de efecto que producen sobre la conducta reproductora. Existen algunas de efecto inmediato (feromonas sexuales) que comunican atracción, receptividad sexual y eficacia biológica. Otras, en tanto, poseen un efecto diferido, tardío, relativamente duradero, y desencadenan cambios fisiológicos relacionados con la reproducción.
Además de las feromonas que se vinculan estrictamente con la reproducción existen otras que juegan un papel fundamental sobre la conducta social. Esto ocurre principalmente en mamíferos e insectos, ya que tienen una gran sensibilidad química y participan en interacciones sociales complejas. En insectos, la feromona de la reina es un ejemplo de feromona social, la cual brinda información sobre el estado de salud de la reina. Las obreras que cuidan a la reina reciben la feromona de ésta a través de la trofalaxia y el contacto corporal y luego la difunden por toda la colmena. Si la reina se enferma o muere, se deja de producir suficiente feromona. Las obreras, entonces, cambian la dieta de las larvas, y comienzan a alimentarlas con jalea real, lo que dará lugar a reinas. Luego las obreras organizan enfrentamientos entre las reinas potenciales y al cabo de un tiempo la reina es sustituida.
¿Nueva pareja, nuevas crías?
Uno de los efectos observados en los ratones es el llamado efecto Bruce (Bruce, 1959). Si una hembra está embarazada y llega un macho desconocido, la feromona que se encuentra en la orina del macho inducirá el aborto o la reabsorción de sus embriones. De esta forma el macho puede inseminar a la hembra antes de lo esperado. Como es probable que el macho recién llegado mate a las crías de la hembra, de algún modo esto también supone un beneficio para la hembra, quien no gastará recursos en criarlas.
En las abejas, la feromona de la reina es un ejemplo de feromona social
Al igual que las feromonas, las hormonas tienen dos tipos de efectos: los llamados efectos activadores, que ponen en marcha patrones neuronales que ya estaban presentes, son transitorios y perduran mientras los niveles hormonales sean altos. Algunos ejemplos de tales efectos son el desarrollo de caracteres sexuales masculinos, la receptividad sexual femenina y la producción de leche durante la lactancia.
¿Gallos y hormonas? Arnold Adolph Berthold (1803-1861) castró a varios gallos y observó que se producían cambios en su conducta sexual (Berthold, 1849). Estos cambios podían revertirse al reimplantarles los testículos, los que desarrollaron una nueva vasculatura pero ninguna otra conección corporal. Entonces concluyó que éstos debían de liberar alguna sustancia a la sangre para regular la conducta sexual de los gallos. Sin embargo, en la primera parte del siglo XX, los investigadores comenzaron a experimentar de manera sistemática con sustancias extraídas de glándulas endocrinas y sólo entonces se utilizó por primera vez el término hormona.
Efectos activadores sobre el comportamiento sexual masculino: La producción de testosterona –hormona que estimula el desarrollo de caracteres sexuales masculinos como los plumajes vistosos de algunas aves o la melena de los leones– se encuentra mediada por otra hormona, la hormona folículoestimulante (FSH por sus siglas en inglés). En algunos animales, como en la mayoría de las aves, la producción de FSH es sensible a la duración del día, por lo que los machos tienden a desarrollar caracteres sexuales secundarios sólo en la estación reproductora. En otros animales, como los leones y otros mamíferos, en cambio, la producción de FSH es relativamente constante. En estos casos, los machos tienden a retener los caracteres secundarios y el interés sexual durante todo el año.
Los efectos organizadores, en contraste, estimulan cambios estructurales que son relativamente permanentes en la organización neural que suelen darse en periodos sensibles del desarrollo, como los que ocurren durante las primeras etapas de vida. Por ejemplo, durante las primeras etapas del desarrollo, la hormona testosterona –producida principalmente en los testículos– tiene un efecto organizador sobre los centros nerviosos vinculados con la reproducción. Debido a que la testosterona tiene un efecto masculinizador sobre el desarrollo de los órganos sexuales y las estructuras cerebrales que se relacionan con la conducta sexual, el nivel de testosterona se relaciona con la conducta sexual.
Efectos organizadores sobre la agresión. La testosterona al parecer tiene efectos organizadores tanto agresivos como sexuales en el macaco Rhesus (Macaca mulatta). Estos efectos se dan según la presencia de testosterona durante el desarrollo fetal. Por ejemplo, si se suministra testosterona en las primeras fases del desarrollo fetal, se genera hipersexualidad. Por el contrario, si se suministra testosterona durante las últimas fases del desarrollo fetal, aumenta su agresividad (Goy, Bercovitch, y McBrair, 1988).
La testosterona, al parecer, tiene efectos organizadores tanto agresivos como sexuales en el macaco Rhesus (Macaca mulatta)
Además, existen hormonas con efectos tanto organizadores como activadores; un ejemplo de ello son los efectos de la testosterona sobre la agresión. La distinción entre efectos organizadores y activadores, sin embargo, muchas veces no es clara, ya que el efecto activador puede ser postergado por días o semanas debido al tiempo que se necesita para que la hormona se metabolice o se descomponga, o debido a interacciones hormonales.
Las hormonas y el estrés. Cuando un animal se expone ante estímulos amenazantes (o percibidos como amenazantes) de forma continua –por ejemplo, la presencia de un depredador, descargas eléctricas o un coespecífico amenazante–, presentará una respuesta fisiológica mediada por hormonas que se conoce como síndrome de adaptación general o estrés (Selye, 1976). Ésta ayudará a movilizar los recursos corporales para obtener energía extra de forma inmediata y a prepararlo para pelear o huir. Sin embargo, el exceso de estrés es perjudicial, ya que el animal gastará demasiada energía si la reacción de estrés se prolonga en el tiempo por no desaparecer el estresor. Al agotarse los recursos, disminuirá su resistencia ante enfermedades y, en casos extremos, el estrés puede ser letal.
Mientras que algunos animales como los roedores e insectos suelen depender en gran medida del uso de feromonas, para los seres humanos y otros primates su uso parecería estar relativamente más limitado. Por otra parte, las hormonas intervienen en general en los mismos tipos de conductas en todos los vertebrados, pero existen diferencias con respecto a sus efectos activadores en este grupo. Por ejemplo, el deseo sexual está generalmente regulado por la hormona estradiol. En algunos primates como los bonobos y los humanos, en cambio, parecería depender más de la presencia de testosterona. Las respuestas fisiológicas mediadas por hormonas ante el estrés prolongado suelen tener efectos negativos sobre nuestro sistema inmune, lo cual nos hace más vulnerables a las enfermedades infecciosas, al igual que ocurre en otros animales. ♦
BERTHOLD, A. A. (1849). Transplantation der Hoden. En: Archiv für Anatomie, Physiologie und Wissenschaftliche Medicin, núm. 16, pp. 42-46.
BRUCE, H. M. (1959). Exteroceptive Block to Pregnancy in the Mouse. En: Nature, vol. 184, núm. 4680.
BUTENANDT, A., R. Beckmann, D. Stamm, E. Hecker (1959). Über den Sexual-Lockstoff des Seidenspinners Bombyx mori. Reindarstellung und Konstitution. En: Z. Naturforschg, núm. 14b, pp. 283-284.
GOY, R. W., F. B. Bercovitch, M. C. McBrair (1988). Behavioral masculinization is independent of genital masculinization in prenatally androgenized female rhesus macaques. En: Hormones and Behavior, vol. 22, núm. 4, pp. 552-71.
SELYE, H. (1976). The stress of life. Nueva York: McGraw-Hill. SLATER, P. J. B. (2000). El comportamiento animal. Madrid: Cambridge University Press.
Notas
* Doctora en Ciencias Biológicas por la Universidad de Amberes (Bélgica).- Texto basado en la obra de Richard Maier (2001), Comportamiento animal. Un enfoque evolutivo y ecológico. Madrid: McGraw-Hill / Intermericana de España.
Dejo constancia de un agradecimiento especial a Ana Carlozi por sus valiosos comentarios y su asistencia en la corrección del presente artículo.
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CORREO del MAESTRO • núm. 277 • junio 2019