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Comportamiento animal 1135 animales que recorren grandes distancias. Los ecólogos del comporta- miento defi nen la migración como un viaje periódico de larga distancia de un sitio a otro. Muchas migraciones implican hazañas asombrosas de resistencia y navegación. ¿Por qué migran los animales? Las causas últimas de la migración implican aparentemente la ventaja de moverse de un área que estacional- mente se vuelve menos hospitalaria a una región con mayor probabilidad de resistir la reproducción o la sobrevivencia. Los cambios estacionales incluyen cambios de clima, disponibilidad de recursos alimentarios y sitios seguros para anidar. Por ejemplo, cuando se aproxima el invierno, muchas aves migran a regiones más templadas. Las causas próximas de la migración incluyen señales del ambiente que activan respuestas fi siológicas que llevan a la migración. En las aves migratorias, por ejemplo, la glándula pineal percibe cambios en la du- ración del día y luego libera hormonas que producen una conducta in- quieta. Las aves muestran un incremento en la disposición para volar y para hacerlo durante largos períodos. La migración tiene costos y benefi cios Un ejemplo interesante de migración es el viaje anual de millones de mariposas monarca (Danaus plexippus) desde Canadá y Estados Unidos continentales hasta México, un recorrido de 2520 km para algunas. Su notable migración anual parece estar relacionada con la disponibilidad de plantas de algodoncillo en las que las hembras desovan. Al eclosionar, las larvas (orugas) se alimentan con las hojas de la planta de algodoncillo. En regiones frías estas plantas mueren a fi nales del otoño y vuelven a crecer con el clima templado de la primavera. Los destinos invernales de las mariposas monarca también pueden estar determinados por la temperatura y humedad. Algunos benefi cios posibles incluyen la oportunidad de invernar en un área que ofrece co- mida abundante, temperaturas no congelantes y aire húmedo. Así, la in- versión hecha por las mariposas monarca migratorias en su largo viaje aumenta sus posibilidades de sobrevivir en el invierno. Los benefi cios de la migración no vienen sin costo en tiempo, ener- gía e inclusive sobrevivencia. Muchas semanas pueden emplearse cada año en viajes que demandan energía. Algunos animales pueden perderse o morir por fatiga o depredación durante el viaje. Cuando están en áreas desconocidas, los individuos migratorios a menudo están en mayor riesgo por parte de los depredadores. En años recientes, las actividades humanas han interferido con la migración de muchos tipos de animales. Por ejemplo, después de millo- nes de años de éxito biológico, la sobrevivencia de las tortugas marinas está amenazada por redes de pesca y camaroneras en las que pueden en- redarse. Como resultado, miles de tortugas migratorias se ahogan cada año. Las tortugas marinas también mueren como resultado de derrames petroleros y por la ingestión de bolsas de plástico fl otantes que confun- den con medusas. Los animales encuentran su camino usando orientación y navegación direccionales ¿Cómo encuentran su camino los animales migratorios? El término orientación direccional se refi ere a viajar en una dirección específi ca. Viajar en línea recta hacia un destino requiere un sentido de dirección o un sentido de brújula. Muchos animales usan el Sol para orientarse. Debido a que éste parece moverse por el cielo cada día, un animal debe tener un sentido del tiempo. Parece que los relojes biológicos perciben el tiempo y regulan los ritmos circadianos. La navegación es más complicada, ya que requiere un sentido de brújula y un sentido de mapa, que es una “conciencia” de la ubicación. La la conducta reproductiva del gruñón, un pequeño pez que vive en la costa del Pacífi co en Norteamérica. Los gruñones forman bancos desde abril hasta junio en esas tres o cuatro noches cuando ocurren las mareas más altas del año. Precisamente en el punto alto de la marea, el pez serpentea en la playa y deposita huevos y esperma en la arena. Regresan al mar con la siguiente ola. Al momento en que la siguiente marea alcanza esa por- ción de la playa 15 días después, las crías de peces han eclosionado en la arena húmeda y están listas para entrar al mar. Esta sincronización puede ayudar a proteger los huevos del pez de depredadores acuáticos. Los procesos metabólicos y conductas de un animal suelen estar sin- cronizados con los cambios cíclicos en su ambiente externo. Su conducta anticipa estos cambios regulares. Los pequeños cangrejos violinistas de las playas marinas emergen de sus madrigueras con la marea baja para rea- lizar actividades sociales como disputas territoriales. Para evitar ser arras- trados por el agua, deben regresar a su madriguera antes de que vuelva la marea. ¿Cómo “saben” los cangrejos que la marea alta está por ocurrir? Podría suponerse que los cangrejos reconocen pistas presentes en la orilla del mar. Sin embargo, cuando los cangrejos están aislados en el labora- torio lejos de muchos estímulos conocidos que podrían relacionar con el tiempo y la marea, sus ritmos conductuales característicos persisten. Muchos ritmos biológicos están regulados por mecanismos de sin- cronización internos que funcionan como relojes biológicos. Como se ilustra con los cangrejos violinistas, estos mecanismos de sincronización no responden simplemente a pistas ambientales, sino que son capaces de sostener ritmos biológicos de manera independiente. Estos relojes inter- nos han sido identifi cados en la mayoría de los eucariotas, así como en al- gunas bacterias. Los biólogos moleculares han demostrado que los genes controlan los relojes biológicos. En la Drosophila, siete genes producen proteínas reloj que parecen interactuar en ciclos de retroalimentación en muchos tipos de células tanto dentro como fuera del sistema nervioso. Los investigadores han identifi cado genes y proteínas semejantes en muchos grupos animales, incluidos los mamíferos. El reloj principal está ubicado en áreas específi cas del sistema nervioso central. En los mamíferos, el reloj maestro se localiza en el núcleo supra- quiasmático (NDQ) en el hipotálamo (vea el capítulo 42). Este reloj NSQ genera ciclos aproximados de 24 horas incluso sin contar con in- formación del entorno. Sin embargo, los ciclos generados por el NSQ son ajustados normalmente cada día con base en información visual recibida desde la retina. Las señales provenientes de la retina que refl e- jan cambios en la intensidad de la luz ajustan los ritmos circadianos in- ternos con ciclos de luz-oscuridad en el entorno. El NSQ envía señales rítmicas, en forma de neuropéptidos, a la glándula pineal, una glándula endocrina situada en el cerebro. En respuesta, la glándula pineal secreta melatonina, una hormona que promueve el sueño en los humanos. Ge- nes reloj en el NSQ son encendidos y apagados por las mismas proteí- nas que codifi can, estableciendo bucles de retroalimentación cuyo ciclo es de 24 horas. Además del reloj maestro, la mayoría de las células cuentan con me- canismos de sincronización que usan muchas de las proteínas del mismo reloj. Estos relojes periféricos pueden funcionar independientemente del NSQ. Las señales ambientales activan respuestas fi siológicas que llevan a la migración Los colibrís pecho de rubí cruzan la gran distancia del Golfo de Mé- xico dos veces al año y las golondrinas de mar oscuras viajan por todo el Atlántico Sur desde África para llegar a la pequeña isla donde están sus áreas de apareamiento en el sur de Florida. Aves, mariposas, peces, tortugas de mar, ñus, cebras y ballenas se encuentran entre los muchos 52_Cap_52_SOLOMON.indd 113552_Cap_52_SOLOMON.indd 1135 17/12/12 12:3617/12/12 12:36 Parte 7 Estructura y procesos vitales en animales 52 Comportamiento animal 52.3 Respuestas conductuales a estímulos ambientales Las señales ambientales activan respuestas fisiológicas que llevan a la migración La migracióntiene costos y beneficios Los animales encuentran su camino usando orientación y navegación direccionales
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