BIO-ACÚSTICA DE CETÁCEOS: UN DIAGNÓSTICO PARA LA CONSERVACIÓN.
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. España.

El interés científico que suscita el estudio de los cetáceos se ha convertido en los últimos años en necesidad de conservación.

Unidad de Investigacion para la Conservacion de los Mamiferos Marinos.
Departamento de Morfologia, Facultad de Veterinaria
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
Trasmontaña,
35416 Arucas, Gran Canaria, Islas Canarias, España.
Tel. 34-928 45 11 03.
Fax. 34-928 45 11 41.

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El interés científico que suscita el estudio de los cetáceos se ha convertido en los últimos años en necesidad de conservación. El conocimiento de su biología, en términos de aspectos fundamentales de sanidad y de funcionamiento correcto de los aparatos y sistemas vitales de estas especies de mamíferos marinos, no se puede disociar de los factores naturales o antropogénicos que pueden resultar negativos al nivel de un organismo o de una población considerada y traducirse en la aparición de patologías, que rigurosamente analizadas por estudios clínicos y/o post-mortem cabe interpretar como posible señal inequívoca de un desequilibrio natural de su hábitat.

En este contexto, resulta fundamental aproximarse a la percepción del medio en el cual los cetáceos desarrollan sus actividades diarias, no desde nuestra perspectiva como mamífero terrestre que vive en un medio aéreo, sino por medio de los sistemas sensoriales que evolutivamente han desarrollado los cetáceos en su hábitat acuático. Sin descartar la importancia de otros sentidos, la utilización de las señales acústicas, tanto al nivel de su producción como de su recepción, permite vincular gran parte de la información vital que, entre otras funciones, garantiza la coherencia social, la búsqueda de los alimentos y una correcta tasa de reproducción individual o en el seno de una población.

La bio-acústica es la ciencia que estudia los mecanismos de transferencia de la información biológica por vínculo acústico e incluye el origen morfo-funcional de la producción y recepción de los sonidos, la propagación de los mismos en el medio acuático, el análisis intrínseco de los mecanismos sonar y de comunicación, la utilización de la herramienta acústica para estudios de poblaciones y las patologías naturales o antropogénicas (i.e. la contaminación acústica) directamente en relación con la capacidad auditiva de los cetáceos.

TRAUMA ACÚSTICO: UN CASO ESTUDIADO EN CANARIAS.

Los mamíferos marinos son acústicamente diferentes con grandes variaciones no solo en la anatomía del oído sino también en el rango de audición y la sensibilidad. Los misticetos y odontocetos parecen utilizar canales de tejido blando para la conducción del sonido hasta el oído, los cuales pueden disminuir el potencial acústico de recepción. Los oídos interno y medio de los cetáceos están más altamente modificados estructuralmente que los de los mamíferos terrestres en vías de acomodarse de forma rápida a los cambios de presión. El producto final es un oído acústicamente sensitivo que esta simultáneamente adaptado a soportar cambios de presión extremos y moderadamente rápidos, y que parece capaz de acomodarse a relaciones de potencial acústico varias magnitudes mayores que en el aire. Es posible que estas adaptaciones especiales provean de mecanismos protectores que disminuyan el riesgo de daños por ruidos de alta intensidad, pero no hay estudios de comportamiento o psicométricos disponibles que lo confirmen directamente.

Para determinar si un animal esta sujeto a una pérdida de audición a causa de un sonido particular es necesario comprender como su sensibilidad auditiva interactúa con ese sonido. Básicamente, si un animal puede oír un ruido, a algunos niveles puede dañarle su capacidad auditiva causando una disminución de su sensibilidad.

Si un animal necesita una intensidad significativamente mayor (que otras especies normales) para percibir una frecuencia particular, hay un déficit de audición marcado por un cambio del umbral (siendo el umbral el nivel mínimo al cual un sonido es percibido). El cambio de umbral inducido por ruido es un fenómeno moderadamente bien investigado para oídos adaptados al aire pero pobremente comprendido para oídos adaptados al medio marino. Cualquier ruido a niveles suficientes cambiará significativamente el umbral auditivo, pero todos los ruidos al mismo nivel no causan cambios equivalentes.

Un punto importante es si la exposición produce una pérdida recuperable (cambio de umbral temporal, TTS) o permanente (cambio de umbral permanente, PTS). Por lo datos preliminares en la región de las Islas Canarias donde hay cetáceos residentes, específicamente cachalotes, están expuestos a un tráfico marítimo pesado (con un porcentaje diario de 120 barcos entrando y saliendo de los dos puertos principales del archipiélago, Santa Cruz de Tenerife y Las Palmas de Gran Canaria), se sospecha que los cetáceos pueden presentar PTS por largos periodos de exposición a ruidos de fondo de baja frecuencia provenientes del tráfico marítimo, y esas condiciones acústicas en el área pueden estar influenciando los ratios de colisiones entre los barcos y los cetáceos residentes.

Como hecho destacable, las datos de colisiones de barcos con ballenas y otros cetáceos residentes en la zona en esta área han sufrido un incremento en los últimos 10 años y algunos animales han varado mostrando lesiones severas y evidentes marcas de un impacto violento.

Se han llevado a cabo en el área Experimentos de Exposición Controlada (CEE, Controled Exposure Experiments) para analizar la viabilidad del uso de Sistemas de Altavoces Submarinos (UWS, Underwater Speakers) para prevenir colisiones y apartar a los cachalotes y otras especies de cetáceos de las rutas de los feries. El principal propósito de estos experimentos era observar las respuestas en la conducta de los cachalotes y valorar la eficiencia de este método para mantenerles alejados de las trayectos de los fast ferries.

Ninguno de los sonidos de baja frecuencia probados parecían tener efecto en la conducta de los cetáceos. En particular, grupos de cachalotes residentes en la ruta de los ferries, parecían no afectarse por el ruido generado por los barcos. No obstante, el uso continuo de algunas áreas con mucho tráfico de barcos por los cetáceos para alimentación y paso de especies migratorias, puede reflejar el valor de estas zonas para ellos y no debería interpretarse bajo el significado de que los cetáceos no sufren disturbios.

Las observaciones durante los experimentos con el sistema de altavoces submarinos, sugieren la posibilidad también de que la población de cetáceos residentes puedan haber perdido sensibilidad en la banda de bajas frecuencias generada por los motores y hélices de los barcos y esto puede hacer que no reacciones a tiempo para prevenir las colisiones.

Esta sección describe el análisis de las estructuras del oído interno de dos cachalotes muertos después de una colisión con un ferry en aguas de Gran Canaria y se discute la implicación biológica de los hallazgos patológicos sobre la población residente de cachalotes.

Materiales y Métodos.

La dificultad para determinar si algún animal tiene lesiones auditivas raya en la poca frecuencia de especimenes frescos para el examen. En uno de estos casos, un barco chocó con dos cachalotes mar adentro en la costa noroeste de Gran Canaria. Las condiciones del mar y del tiempo eran buenas, la fuerza del viento no era superior a 3 en la escala de Beaufort. El capitán del barco vio el soplido de los cachalotes desde la distancia. No cambió el rumbo de la embarcación aunque se dirigía directamente hacia los animales a toda velocidad (15 nudos). Por sus declaraciones se determinó que los cachalotes estaban descansando en la superficie entre dos inmersiones sucesivas, y solo se movían lentamente. Una vez que el barco los alcanzó, los cachalotes no intentaron ninguna maniobra de escape. Se escuchó un sonido muy fuerte a bordo y segundos después los dos cuerpos aparecieron flotando en la superficie rodeados de sangre.

Los dos cachalotes fueron arrastrados a tierra donde llegaron 9 horas después del accidente y la necropsia se completó en menos de 24 horas tras el accidente. Se trataba de una hembra madura (10.6 metros de longitud) y su cría (un macho de 6.1 metros de longitud). La hembra fue foto-identificada y catalogada como uno de los animales residentes en las islas, al menos desde febrero de 1993, fecha de su primera identificación positiva.

Pertenecía a la población permanente de cachalotes residentes en aguas de las islas Canarias, que se estima que ronda los 300-350 animales.

Debido a la posición de los animales durante la necropsia solo se pudo acceder al oído derecho en ambos animales. Los oídos fueron fijados en formalina durante 5 semanas antes de realizar el análisis de las estructuras auditivas.

Resultados.

Análisis Post-mortem.
La necropsia de los animales reveló que la hembra era completamente madura mostrando numerosos dientes en el maxilar. Su útero estaba dilatado y el ovario derecha presentaba un cuerpo lúteo de 10 cms. de diámetro. Esta descrito que el tamaño de este cuerpo lúteo es característico de un estado de gestación avanzado. El feto, no obstante, no estaba presente, y se pensó que podía haber sido expulsado como consecuencia del impacto con el barco. Este fenómeno denominado “aborto espontáneo” no es infrecuente en estas especies y ha sido frecuentemente observado después de arponear hembras gestantes de cachalotes. El análisis post-mortem rutinario no reveló ningún hallazgo patológico previo en particular que precediera el trauma severo causante de la muerte. La edad de la cría macho fue calculada a partir de su tamaño y se estimo una edad aproximada de un año. Se encontró leche en su primer estómago, así como en las glándulas mamarias de la hembra. Los análisis genéticos confirmaron la relación parental entre la hembra y la cría, significando esto que el ciclo reproductor de la hembra estaba por debajo de los tres años.

Análisis de las estructuras del oído interno.
Los análisis por tomografía computerizada de los oídos internos mostraron que no había fracturas u otras evidencias de impacto, o lesiones relacionadas con impacto con barco; no obstante, los oídos de ambos animales tenían reducido el volumen del nervio auditivo. Un animal tenía también zonas con proliferación de tejido conectivo denso en el oído interno. Estos hallazgos son consistentes con degeneración del nervio auditivo y crecimiento fibroso en respuesta a lesión en el oído interno.

Discusión.

Las circunstancias documentadas de la muerte de los cachalotes no mostrando ninguna reacción anterior al impacto se podría considerar como accidental sino se hubieran llevado a cabo previamente los análisis de los Experimentos de
Exposición Controlada (CEE) en la misma población a la que pertenecían estos animales y si no se hubieran descrito los traumas relacionados con el ruido encontrados en las estructuras de sus oídos internos en ausencia de ningún otro hallazgo patológico. Estos dos cachalotes no pudieron oír o localizar el origen del sonido procedente del barco y no pudieron prevenir la colisión.

Por lo tanto, parece que los análisis de las estructuras del oído interno de los cachalotes y la presencia del trauma acústico introduce una importante información complementaria en los análisis de CEE. Por un lado, los análisis de CEE muestran algunas evidencias de la alta tolerancia de estas especies a la polución acústica procedente del tráfico marítimo, posiblemente explicando la ausencia de reacción antes de los impactos inminentes y el aumento del ratio de colisiones.

Los análisis de CEE demostraron que los cachalotes nunca reaccionaron a los estímulos de baja frecuencia (<1000 hz., SL180 dB re 1μPa) pero presentaron reacciones relacionadas con el comportamiento de corto periodo características después de playbacks de estímulos de frecuencias más altas (>10 Khz., SL180 dB re 1μPa), esto indica la dificultad de interpretar los efectos de los sonidos antropogénicos en los mamíferos marinos a través solamente de observaciones en su comportamiento. Estos resultados abrieron la discusión de la necesidad de un mejor conocimiento de la sensibilidad auditiva de las poblaciones de cetáceos locales, expuestas a ruidos ambientales específicos.

Por otro lado, la pérdida auditiva en la banda de baja frecuencias de dos cachalotes pertenecientes a la misma población local y continuamente expuestos a ruido del tráfico marítimo confirma la posibilidad de que esta población puede sufrir de trauma acústico, localizado en las bajas frecuencias.

Por otro lado, hay una urgente y fuerte necesidad de comprender los mecanismos intrínsecos del bio-sónar de los cetáceos y sus implicaciones en las actividades diarias bajo ruidos de fondo. Para lograr este objetivo necesitamos observar por largos periodos las lesiones relacionadas con polución acústica en las estructuras del oído interno de los cetáceos, frente a otros hallazgos patológicos, para calibrar como los ruidos de fondo de baja frecuencia pueden ser considerados definitivamente como un peligro acústico marino. Además, tiene que confirmarse como la polución por el ruido del tráfico marítimo representa un factor creciente para los ratios de colisiones en cetáceos y pone en peligro la conservación de las poblaciones involucradas.

Para comenzar a contestar las últimas preguntas para la población canaria de Cetáceos, usamos un modelo de la Comisión Ballenera Internacional (IWC), construido para estimar y mantener un stock de reserva sostenible de algunas especies de cetáceos en tiempos de la industria ballenera. El modelo de cachalote (IWC, 1977), construido desde el análisis del ciclo reproductor femenino, sugiere una relación directa entre el ratio de reproducción de una población y su densidad.

En el caso específico del cachalote, el ratio del ciclo reproductor de las hembras parece alcanzar un máximo antes de disminuir con la edad (IWC, 1977). El periodo de lactación puede también verse prolongado en las hembras mayores. Desde que los ratios de gestación son dependientes de la edad, cambios en la composición de edad dentro de un grupo, durante la explotación de la industria ballenera, indujeron un incremento de los ratios de gestación como se observó en otras especies de cetáceos.

Este incremento se tradujo en un a frecuencia ovulatoria más alta, particularmente durante los períodos fértiles a mitad y al final de la lactación.

Por otro lado, la ovulación parece ser espontánea y no inducida en cachalotes. No obstante, para otras especies de cetáceos, esta evidencia no está demostrada y parece que una combinación de los dos tipos de ovulación ocurre dependiendo de la presencia o ausencia de machos maduros, dentro o fuera de la estación reproductora. Algunos autores encontraron una fuerte sincronización de los episodios fértiles dentro de un grupo social de hembras de cachalote. Ellos concluyeron, porque carecían de evidencias de ovulación inducida, que este fenómeno tenía una base nutricional.

La presencia de un grupo de machos maduros los cuales podrían inducir, tras la llegada, la ovulación de todo el grupo de hembras podría llevar a optimizar la fertilización, reducir la permanencia del macho en el grupo limitando así la competencia por el alimento, y reducir también su influencia en la organización social del grupo, particularmente en los vínculos hembra-cría. La temporada de reproducción se calcula que se sitúa entre Enero y Julio con un pico entre Abril y Mayo en el hemisferio norte mientras que la temporada de cría se sitúa entre Mayo y Noviembre con un pico entre Julio y Agosto.

Estos resultados confirman el tiempo de gestación en alrededor de 15 meses. En cuanto al ciclo reproductor, los mismos datos estiman que la duración se sitúa entre 4 y 6 años para poblaciones no explotadas.

El análisis de composición de grupo de la población residente en Canarias (análisis de relación tamaño-edad) dieron una duración estimada de los ciclos reproductivos de todas las hembras por debajo de tres años. Este resultado es consistente con el ciclo reproductivo calculado tras el análisis post-mortem de la hembra que sufrió la colisión. En términos de modelo del cachalote, este ciclo reproductor podría ser un diagnóstico de una población en declive. Confirmando esta presunción, se añadió que es biológicamente consistente deducir que el ratio de reproducción se incrementa cuando una población se encuentra en declive. Una población equilibrada podría presentar un ratio de reproducción bajo mientras que una población en peligro podría reaccionar incrementando su actividad reproductora.

Desde una perspectiva conservacionista, se estima que una población de cetáceos está en peligro si su hábitat sufre por una presión externa continúa y excesiva que influye negativamente en el desarrollo de su comportamiento normal y puede alterar sus capacidades reproductoras.

Aunque no hay datos estadísticos de una relación directa entre la polución acústica procedente del tráfico marítimo y exposiciones a bajas frecuencias en largos periodos, y un incremento del ratio de colisiones que posiblemente induzca el declive de la población local de cachalotes, los resultados combinados de los análisis de Experimentos de Exposición Controlada y el análisis de las estructuras del oído interno, sugieren fuertemente que los sonidos de baja frecuencia procedentes de los barcos pueden ser considerados como un peligro acústico marino.

Más información en Ibérica 2000:
* Jornadas sobre gestión y conservación de fauna silvestre en peligro de extinción.
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Más información en Internet:
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>> Autor: cipi-cpn (01/04/2003)
>> Fuente: Michel André.Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.

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