Los elefantes marinos duermen mientras descienden en espiral a las profundidades
El sueño de los mamíferos marinos es un viejo misterio. Sabemos que los delfines van turnando sus hemisferios cerebrales para estar siempre en alerta o que los cachalotes se quedan suspendidos en vertical cerca de la superficie, como viajeros espaciales. Pero sobre la forma y los momentos en los que duermen en el océano se sabe poco por un motivo principal: la dificultad para medir la señal cerebral cuando están sumergidos.
El equipo de Jessica Kendall-Bar, de la Universidad de California, Santa Cruz, ha dado un paso de gigante al conseguir registrar primera vez la actividad cerebral en un mamífero marino en libertad, revelando los hábitos de sueño de varios elefantes marinos del norte (Mirounga angustirostris) durante los más de siete meses que pasan en alta mar. Lo han hecho mediante un sistema portátil que, además de los sensores de profundidad y los acelerómetros, registra la actividad cerebral mediante un electroencefalograma (EEG) con una especie de casco de neopreno estanco y recuperable. “Usamos los mismos sensores que usaría para un estudio del sueño humano en una clínica del sueño”, subraya Kendall-Bar.
Gracias a este sistema, los datos del registro, que se publican este jueves en la revista Science, ofrecen una imagen detallada de qué sucede cuando los leones marinos descienden hacia la oscuridad. A diferencia de lo que ocurre durante los meses de cría, cuando estos animales pasan más de diez horas dormidos en la playa, en la temporada de alimentación, cuando se adentran en el océano y pasan meses pescando, apenas duermen una media de dos horas diarias. Y ahora sabemos que lo hacen en pequeñas siestas de menos de veinte minutos que tienen lugar durante descensos de hasta casi 400 metros. Y que lo hacen mientras caen en espiral hacia el abismo, aprovechando que en esta zona están a salvo de sus depredadores.
La “espiral de sueño”
Las grabaciones de Kendall-Bar y su equipo muestran que a partir de determinada profundidad estos mamíferos entran en la etapa conocida como sueño de ondas lentas. Un poco más tarde pasan al sueño de movimiento ocular rápido (REM) y la parálisis del sueño hace que se queden panza arriba y caigan hacia el fondo del océano como desmayados, en una especie de “espiral de sueño”. El número de estos giros varió en los registros entre 2 y 13 vueltas completas consecutivas en profundidades que fueron entre los 82 y los 377 metros.
“Son capaces de contener la respiración durante mucho tiempo, por lo que pueden entrar en un sueño profundo en estas inmersiones muy por debajo de la superficie, donde es seguro”, explica la autora principal del estudio. Después de esta pequeña siesta, los elefantes marinos despiertan a gran profundidad y regresan a la superficie siguiendo un trazado en diagonal. Esta estrategia, apuntan los autores del trabajo, les permite entrar en sueño REM esquivando a tiburones y orcas, que no pueden descender a esas zonas donde además no verían nada, por la ausencia casi completa de luz.
“Lo curioso es que también realizan apneas en tierra, porque su fisiología se ha adaptado tanto a reducir el metabolismo, a ahorrar oxígeno, que lo pueden hacer también cuando no están en el agua”, explica Natacha Aguilar, bióloga de la Universidad de La Laguna y experta en cetáceos.
Campeón insomne
El equipo obtuvo los datos sobre la actividad cerebral y el comportamiento de buceo de 13 elefantes marinos hembra juveniles, durante 104 inmersiones, lo que le sirvió para desarrollar un algoritmo de alta precisión que permite identificar los períodos de sueño basándose únicamente en sus movimientos. Tomando la información reunida por los investigadores durante 25 años de seguimiento de estos animales, pudieron extrapolar los datos de sueño de hasta 334 especímenes y calcular que apenas duermen durante los meses de alimentación.
“Gracias al conjunto de datos”, indica Kendall-Bar, “pude extrapolar nuestros resultados a más de 300 animales y obtener una visión del comportamiento del sueño a nivel de población”. Es así como ahora sabemos que, durante sus meses en el mar, los elefantes marinos compiten con el récord de menos sueño con los elefantes africanos que, según sus patrones de movimiento, parecen dormir solo dos horas por día.
Uno de los investigadores que recopiló los datos de inmersión de estos elefantes marinos del Pacífico norte durante más de dos décadas fue Daniel Costa, director del Instituto de Ciencias Marinas de la UCSC. “Durante años, una de las preguntas centrales sobre los elefantes marinos ha sido cuándo duermen”, señala en una nota de prensa de la universidad. “Los registros de buceo muestran que se sumergen constantemente, por lo que pensamos que deben estar durmiendo durante lo que llamamos inmersiones a la deriva, cuando dejan de nadar y se hunden lentamente, pero realmente no lo sabíamos”, insiste. “Ahora finalmente podemos decir que definitivamente están durmiendo durante esas inmersiones”.
“Los elefantes marinos son para el mundo de las focas lo que los zifios para los cetáceos. Son los animales que baten récords de duración y profundidad de los buceos”, recuerda Natacha Aguilar.
Cuestión de hemisferios
Entre los aspectos más interesantes del estudio está la comparación con las estrategias de sueño de otros mamíferos marinos. “Los diferentes hábitos de sueño entre los animales salvajes reflejan adaptaciones para resolver conflictos entre dormir o alimentarse evitando la depredación y el agotamiento”, escriben los autores. Los elefantes marinos pertenecen al grupo de los fócidos (focas) y presentan diferencias en el patrón de sueño respecto a los otarios (los leones y lobos marinos, que tienen orejas).
Estos últimos, al igual que los delfines y otros cetáceos, practican el “sueño unihemisférico” (‘apagan’ medio cerebro cada vez). La ausencia de este tipo de estrategia en focas sugiere a los autores que utilizan una solución alternativa para mitigar el riesgo de depredación. “Este estudio confirma experimentalmente la hipótesis de que, en ausencia del sueño unihemisférico, las habilidades extremas de buceo de los elefantes marinos les permiten dormir en las profundidades, fuera de la vista de los depredadores visuales”, explican.
“Ya sabíamos que los elefantes marinos, durante algunos meses del año, se precipitaban al dormir, pero este trabajo nos ha revelado muchísimos de sus secretos”, observa Antonio José Osuna Mascaró, doctor en biología y especialista en comportamiento animal, que no ha participado en el estudio. A su juicio, uno de los aspectos más interesantes es que los elefantes marinos pueden dormir con todo su cerebro, tal y como lo hacemos nosotros. “Esto quizás sea resultado de un compromiso por los meses del año que se permite dormir en tierra, las presiones selectivas nunca les han llevado a realmente necesitar el sueño unihemisférico”, apunta. “Me pregunto si verán afectadas sus capacidades cognitivas durante esos meses en los que se ven forzados a racionar su sueño a esas pequeñas siestas de caída en espiral”, asegura. “Es un estudio fascinante que, como siempre ocurre en estos casos, abre la puerta a muchas nuevas preguntas”.
Andreas Fahlman, investigador de la Fundación Oceanogràfic y doctor en fisiología animal, cree que es un estudio muy interesante y que podemos aprender mucho de estos animales. “Creo que no solo tiene interés respecto a la conservación de los animales, quizá pueda ayudar a gente con enfermedades y ayudar a comprender mejor la fisiología del sueño”. Para él, uno de los aspectos más llamativos es este gran contraste entre los modos de sueño de los elefantes marinos que pasan de dormir dos horas al día en los periodos de alimentación a más de diez en los de cría. “Son como los jóvenes”, bromea, “están durmiendo 12 horas y después están de fiesta tres días seguidos”. Esta capacidad de adaptación le recuerda a lo que hacen animales como los pingüinos, que pueden estar en ayunas 30 días y luego vuelven al mar a alimentarse. “Esa es otra de las cosas que podemos entender de los animales. ¿Dónde están los límites de la fisiología?”, se pregunta.
“Quizá pueda ayudar a gente con enfermedades y ayudar a comprender mejor la fisiología del sueño”
La intención de Kendall-Bar es usar métodos similares para estudiar la actividad cerebral en otras especies de focas y leones marinos, además de buceadores humanos. El hecho de haber identificado las zonas en las que duermen los leones marinos y cómo lo hacen puede contribuir, además, a trazar un “paisaje del sueño” en el que centrar los esfuerzos de conservación. Estamos habituados a proteger las áreas donde los animales van a alimentarse, apuntan los investigadores, pero quizás deberíamos empezar a pensar en proteger igualmente los lugares donde duermen.
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