Ecolocalización, ecolocación o biosónar, término creado por Donald Griffin, que fue el primero en demostrar concluyentemente la existencia de la ecolocalización en los murciélagos.

Los animales que pueden «ecolocalizar» (o ecolocar), emiten sonidos en su entorno e interpretan los ecos que generan los objetos a su alrededor. La ecolocalización la poseen varios mamíferos: murciélagos (aunque no toda la especie la usa), delfines y el cachalote. Hay dos clases de pájaros que utilizan este sistema para navegar en cuevas sin visibilidad, el guácharo (Steatornis caripensis), y los vencejos y salanganas, en especial la salangana papú, tribu Collocaliini. Recientemente se ha comprobado que los humanos poseen la capacidad de ecolocalizar^[1]

Principio para la ecolocalizacion

La ecolocalización se asemeja al funcionamiento de un sónar activo; el animal emite un sonido que rebota al encontrar un obstáculo y analiza el eco recibido. Logra así, saber la distancia hasta el objeto (u objetos), midiendo el tiempo de retardo entre la señal que ha emitido y la que ha recibido.

Sin embargo, el sónar se basa en un estrecho haz para localizar su objetivo, y la ecolocalización animal se basa en múltiples receptores. Dichos animales tienen dos oídos colocados a cierta distancia uno del otro, el sonido rebotado llega con diferencias de intensidad,tiempo y frecuencia a cada uno de los oídos dependiendo de la posición espacial del objeto que lo ha generado. Esa diferencia entre ambos oídos permite al animal recrear la posición espacial del objeto, incluso su distancia, tamaño y otras características.

Ecolocalización en murciélagos

Murciélago del género Microchiroptera, cazando en la oscuridad.

Contrariamente a las creencias populares, no son ciegos, ya que muchos además de su sistema de sonar, emplean la vista para diferentes actividades. A diferencia de los micromurciélagos (género Microchiroptera), los megamurciélagos (género Megachiroptera) emplean la visión para orientarse y localizar a sus presas (una única especia de este género ha desarrollado un mecanismo de ecolocación que utiliza sólo cuando vuela en total oscuridad).

Los ojos de los megamurciélagos están más desarrollados que los de los micromurciélagos y, en general, ningún murciélago está completamente ciego; incluso los micromurciélagos pueden utilizar como señales durante el vuelo objetos muy visibles del terreno para regresar a su refugio.

Los micromurciélagos utilizan la ecolocalización para navegar y cazar, a menudo en total oscuridad. Emergen generalmente de sus cuevas y salen a cazar insectos en la noche. La ecolocalización les permite encontrar lugares donde habitualmente hay muchos insectos, poca competencia para obtener el alimento y pocos depredadores para ellos. Generan el ultrasonido en la laringe y lo emiten a través de la nariz o por la boca abierta. La llamada del murciélago utiliza una gama de frecuencias comprendida entre 14.000 y 100.000 Hz, frecuencias la mayoría por encima de la capacidad auditiva del oído humano (de 20 Hz a 20.000 Hz).

Hay especies concretas de murciélagos que utilizan rangos de frecuencia específicos para adaptarse a su entorno o por sus técnicas de caza. A veces esto ha sido usado por los investigadores para identificar el tipo de murciélagos en una zona grabando sus llamadas con grabadores ultrasónicos, también conocidos como detectores de murciélago. Sin embargo las llamadas ecolocalizadoras no son específicas de cada especie, por lo que hay murciélagos que solapan sus tipos de llamada. Por este motivo estas grabaciones no sirven para identificar todos los tipos de murciélago. En los últimos años desarrolladores en distintos países han desarrollado una librería de llamadas de muerciélago, que contiene grabaciones de referencia de las llamadas de las especies locales para ayudar con la identificación.

Desde los 70 ha habido una creciente controversia sobre si los murciélagos utilizan una forma de proceso de rádar conocida como correlación de fase coherente. Coherencia significa que los murciélagos usan la fase de las señales de ecolocalización, mientras correlación de fases implica que la señal emitida es comparada con la señal recibida en un proceso continuo. La mayoría de los investigadores -no todos- afirman que el murciélago utiliza un tipo de correlación de fase, pero en una forma incoherente, similiar a un banco de filtros receptores fijos.

Cuando cazan producen sonidos a muy baja frecuencia (10-20Hz). Durante la fase de búsqueda el sonido emitido es sincrónico con la respiración y con la frecuencia de aleteo. Esto lo hace para conservar energía. Después de detectar a su presa, los micromurciélagos incrementan la frecuencia de los pulsos, acabando con el zumbido final a frecuencias superiores a 200Hz. Durante la aproximación al objetivo, la duración y la energía del sonido van decreciendo.

Ecolocalización en Cetáceos

Delfin ecolocalizando: los sonidos generados por la ballena en verde, los provenientes del pez rojos

Antes de que las capacidades de la ecolocalización de cetáceos fueran descubiertas oficialmente, Jacques Yves Cousteau sugirió su existencia. En su primer libro, el Mundo silencioso (1953, pp. 206-207), divulgó que en el transcurso de una investigación se dirigía al Estrecho de Gibraltar y notó que un grupo de marsopas los seguía. Cousteau observó el curso cambiante de las marsopas para aprovechar al máximo la navegabilidad en el estrecho, concluyendo que los cetáceos tenían algo como el sónar, que era una relativamente nueva característica en los submarinos.

Los costados de la cabeza del delfín y su mandíbula inferior, que contienen una grasa aceitosa, son las zonas que reciben el eco. Cuando un delfín viaja, por lo general mueve la cabeza lentamente a un lado y al otro, hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento es una especie de exploración global, que le permite al delfín ver un camino más ancho frente él.

Los Cetaceos dentados (familia odontoceti) forman uno de los dos grandes grupos de cetáceos, que incluye a delfines, marsopas, delfines de río, orcas y cachalotes, utilizan biosónar porque viven en un hábitat acuático que tiene características acústicas favorables para el fenómeno y donde la visión se limita extremadamente debido a la absorción o a la turbidez.

La ecolocalización supone la emisión por parte del delfín de una amplia gama de sonidos en forma de breves ráfagas de impulsos sonoros llamados "clicks" y la obtención de información sobre el entorno mediante el análisis de los ecos que vuelven. Esta capacidad de utilizar una completa gama de emisiones sonoras tanto de alta como de baja frecuencia, combinada con una audición direccional muy sensible, facilita una ecolocalización extremadamente precisa y otorga a estos animales un sistema sensorial único en el mar.

El sonido es generado haciendo pasar el aire desde la cavidad nasal través de los labios fónicos. Estos sonidos son reflejados por el hueso denso concavo del cráneo del delfín y el saco de aire que se encuentra en su base. El haz enfocado es modulado por un gran órgano graso conocido como el melón. Actúa como una lente acústica por su composición lípida de distintas densidades. Muchos cetáceos dentados usan una serie consecutiva de clicks o un tren de pulsos, sin embargo el cachalote puede producir clicks individuales. Los silbidos que producen parece que no se usan en la ecolocalización, sino en la comunicación.

Generación, propagación y recepción en un delfín. Outgoing sounds are red and incoming ones are green.

La variación de la frecuencia de los clicks en el tren de pulsos generan los familiares chillidos y gruñidos del delfín. A un tren de pulsos con una frecuencia de unos 600Hz se le llama pulso de burst. En los delfines de nariz de botella la respuesta cerebral auditiva puede analizar cada click de manera independiente hasta los 600Hz, teniendo una respuesta gradual para frecuencias superiores. El eco se recibe a través de la mandíbula inferior. Además la colocación de los dientes en la mandíbula de un delfín de nariz de botella, por ejemplo, no es simétrica en el plano vertical, y esta asimetría podría posiblemente ser una ayuda para el delfín, que detecta con diferencia si la señal llega por uno u otro lado de la mandíbula. El sonido lateral se recibe a través de unos lóbulos que rodean los ojos con una densidad acústica muy similar al hueso.

Muchos investigadores creen que cuando este animal se acerca al objeto de su interés, se proteje contra el alto nivel de eco disminuyendo el sonido emitido. En los murciélagos es conocido el efecto, pero en este caso la sensibilidad del oido también se recrudece cerca del objetivo.

Referencias

• Reynolds JE III & Rommel SA (1999), Biology of Marine Mammals, Smithsonian Institution Press, ISBN 1-56098-375-2. Authoritative work on marine mammals with in depth sections on marine mammal acoustics written by eminent experts in the field.
• Au, Whitlow W. L. (1993). The Sonar of Dolphins. New York: Springer-Verlag. Provides a variety of findings on signal strength, directionality, discrimination, biology and more.
• Pack, Adam A. & Herman, Louis M. (1995). "Sensory integration in the bottlenosed dolphin: Immediate recognition of complex shapes across the senses of echolocation and vision", J. Acoustical Society of America, 98(2), 722-733. Shows evidence for the sensory integration of shape information between echolocation and vision, and presents the hypothesis of the existence of the mental representation of an "echoic image".

Véase también

• Sónar

Enlaces externos

• The British Library Sound Archive 150,000 grabaciones 10,000 especies, incluye grabaciones de ecolocalizaciones
• International Bioacoustics Council enlaces a fuentes bioacústicas
• Listen to Nature señales de sónar de vencejo
• Murciélagos y bioacústica