Sin compañero, huida asegurada: el curioso comportamiento de los peces de cristal

Un equipo de la Universidad de California en San Diego comprobó, mediante experimentos con peces de cristal reales y virtuales, que estos animales pueden huir ante la desaparición de un compañero, aunque no vean directamente al depredador.

El estudio, publicado en Nature, analizó el comportamiento y la actividad cerebral de la especie Danionella cerebrum. Los investigadores observaron que un espacio vacío dentro de un cardumen puede actuar como alerta.

De acuerdo con Earth.com, la investigación fue dirigida por Jo-Hsien Yu en el laboratorio de Matthew Lovett-Barron, profesor asistente del Departamento de Neurobiología de la universidad estadounidense.

Los grupos reaccionaron con más rapidez que los ejemplares solitarios

Los peces de cristal miden cerca de 12 milímetros y poseen cuerpos transparentes, una condición que permitió a los científicos observar sus neuronas a través de la piel. La especie se desplaza en cardúmenes, grupos coordinados en los que cada individuo ajusta su movimiento al de sus vecinos.

“Cada pez del grupo ve moverse a sus vecinos y se mueve en respuesta; una interacción que produce la formación de cardúmenes”, explicó Matthew Lovett-Barron.

Para medir esa respuesta, el equipo instaló pantallas en 2 paredes de un tanque cuadrado de 265 milímetros por lado. Cada 7 minutos, una esfera oscura aparecía desde una dirección distinta y aumentaba de tamaño para imitar la aproximación de un depredador.

Los peces aislados aceleraron unos 6 milímetros por segundo durante el medio segundo posterior al fin del crecimiento de la esfera. En cambio, los individuos que nadaban en grupos de 4 elevaron su velocidad en 17,3 milímetros por segundo, casi 3 veces más.

Además de aumentar la velocidad, los grupos se dispersaron: la distancia entre sus integrantes llegó a ser una vez y media mayor que la habitual antes de que volvieran a reunirse, aproximadamente 10 segundos después.

La señal de alarma apareció cuando un vecino salió de la vista

La esfera virtual comenzaba a crecer desde una de las paredes, por lo que los peces más cercanos percibían una amenaza mayor que los ubicados lejos de ella. La huida se iniciaba cuando el objeto cubría cerca de 7 grados del campo visual del animal.

Los ejemplares que alcanzaban ese umbral más tarde aceleraban antes si otros miembros del cardumen ya lo habían alcanzado. Incluso los que nunca llegaron a observar una esfera suficientemente grande se movieron cuando lo hicieron los individuos de su entorno.

Para separar el peligro de la reacción social, Geoff Meyerhof, investigador posdoctoral, creó peces de cristal virtuales con un programa de videojuegos. Esas figuras imitaban la forma, postura y nado intermitente —con avances y detenciones— de la especie.

Los animales reales reaccionaron ante esas imágenes como si fueran otros peces. Cuando la pantalla mostraba un grupo digital, se mantuvieron a una distancia promedio de 71,1 milímetros, frente a los 134,4 milímetros que conservaron cuando la pantalla permanecía oscura.

Luego, los científicos programaron a los organismos virtuales para que huyeran cuando un ejemplar real se acercaba a menos de 16 milímetros. El animal real también escapó, aunque en la pantalla no hubiera una amenaza visible, y se alejó más cuando aumentaba la cantidad de vecinos simulados que emprendían la huida.

La ausencia provocó una respuesta similar a la de la fuga

En la siguiente prueba, los peces virtuales no escapaban: simplemente desaparecían. Los ejemplares reales retrocedieron 84,1 milímetros cuando el grupo digital huía y 69,8 milímetros cuando se desvanecía. Si los ejemplares digitales continuaban nadando, la distancia era de 40,4 milímetros.

Los resultados mostraron que la fuga y la desaparición provocaron reacciones cercanas. Para los autores, la señal no dependía exclusivamente de observar el movimiento de escape, sino también de advertir que un compañero ya no estaba en el lugar esperado.

La respuesta dejó de producirse cuando las figuras digitales modificaban su forma de nadar. Si se reemplazaba el ritmo intermitente propio de la especie por un deslizamiento continuo, los peces reales ignoraban al grupo virtual, tanto si huía como si desaparecía.

Lovett-Barron y Yu relacionaron el hallazgo con el ambiente turbio donde vive Danionella cerebrum. En esas condiciones, un compañero que acelera y se aleja puede dejar de ser visible de inmediato.

“Los sistemas visuales de estos animales podrían haber evolucionado en condiciones donde un vecino que se aleja rápidamente parece simplemente desvanecerse”, señalaron los investigadores.

El cerebro trató la huida y la desaparición como señales parecidas

La transparencia de los peces permitió registrar la actividad de unas 3.300 neuronas a la vez en 9 individuos mientras observaban ejemplares virtuales que nadaban, escapaban o desaparecían.

La mayor parte de las células que reaccionaron se ubicó en el tecto óptico, una región del cerebro medio presente en todos los vertebrados y asociada con respuestas visuales rápidas e innatas. De las 5.208 neuronas que respondieron a la fuga o a la desaparición de un vecino, el 45,2% se encontraba en esa zona.

Un programa pudo distinguir el nado propio de la especie frente al desplazamiento suave en el 72,6% de los casos. Sin embargo, al intentar determinar si el pez virtual había huido o simplemente se había desvanecido, el sistema acertó el 50,2% de las veces, un resultado cercano al azar.

“Nos sorprendió mucho comprobar que esas mismas neuronas también se activaban al ver desaparecer a sus compañeros sociales”, afirmaron Yu y Lovett-Barron.

Los autores advirtieron que esas células podrían no ser exclusivamente sociales, ya que la desaparición de cualquier objeto que hubiera llamado la atención del animal podría activar una reacción similar. También indicaron que la ausencia de un vecino alerta sobre un posible peligro, pero no informa desde qué dirección se aproxima.

El laboratorio busca ahora determinar cómo se coordinan los cerebros de varios peces dentro de un mismo cardumen y cómo las necesidades o experiencias de cada individuo modifican su respuesta ante lo que observa.