El retorno al lugar de origen , o filopatría natal , es el proceso de retorno a su lugar de origen por el cual algunos animales adultos que han migrado desde sus hábitats juveniles regresan a su lugar de nacimiento para reproducirse . Este proceso lo utilizan principalmente animales acuáticos como las tortugas marinas y el salmón , aunque algunas aves migratorias y mamíferos también practican comportamientos reproductivos similares. Los científicos creen que las principales señales que utilizan los animales son la impronta geomagnética y las señales olfativas. Los beneficios de regresar al lugar preciso del nacimiento de un animal pueden estar asociados en gran medida con su seguridad e idoneidad como zona de cría. Cuando las aves marinas como el frailecillo atlántico regresan a su colonia de cría natal, que se encuentra principalmente en islas, tienen la seguridad de un clima adecuado y una falta suficiente de depredadores terrestres.
Las tortugas marinas que nacen en una zona determinada difieren genéticamente de las tortugas que nacen en otras zonas. Las crías recién nacidas se dirigen al mar y pronto encuentran zonas de alimentación adecuadas, y se ha demostrado que es a estas zonas de alimentación a donde regresan en lugar de a la playa en la que comenzaron su vida. Los salmones comienzan su vida en arroyos de agua dulce y finalmente viajan río abajo y son arrastrados hasta el mar. Se cree que su capacidad para viajar de regreso, varios años después, al sistema fluvial en el que desovaron está vinculada a señales olfativas, el "sabor" del agua. El atún rojo del Atlántico desova tanto en la costa este como en la oeste del océano Atlántico , pero se entremezcla mientras se alimenta en medio del océano. Los atunes juveniles que han sido marcados han demostrado claramente que casi invariablemente regresan al lado del Atlántico en el que desovaron.
Se han propuesto varias teorías sobre cómo los animales encuentran el camino de regreso a casa. La hipótesis de la impronta geomagnética sostiene que están marcados por el campo magnético único que existe en su área natal. Esta es una teoría plausible, pero no se ha demostrado que ocurra. Se sabe que el salmón del Pacífico está marcado por la química del agua de su río natal, un hecho que se ha confirmado experimentalmente. Es posible que utilicen información geomagnética para acercarse a la costa y luego captar las señales olfativas. Algunos animales pueden cometer errores de navegación y terminar en el lugar equivocado. Si logran reproducirse en estos nuevos sitios, el animal habrá ampliado su base de reproducción, lo que en última instancia puede aumentar las posibilidades de supervivencia de la especie. Es posible que intervengan otros medios de navegación desconocidos, y es necesario realizar más investigaciones.
Existen varios tipos diferentes de animales marinos que demuestran un retorno al hogar natal. El más conocido es la tortuga marina . Se cree que las tortugas bobas muestran dos tipos diferentes de retorno al hogar. El primero de ellos se produce en las primeras etapas de la vida. Cuando se dirigen por primera vez al mar, los animales son arrastrados por las mareas y las corrientes sin necesidad de nadar mucho. Estudios recientes muestran que los animales demuestran un retorno al hogar a zonas de alimentación cercanas a su lugar de nacimiento.
Las tortugas de una playa natal específica muestran diferencias en sus haplotipos de ADN mitocondrial que las distinguen de las tortugas de otras áreas de anidación. [1] Muchas tortugas de las mismas playas aparecen en las mismas áreas de alimentación. Una vez que alcanzan la madurez sexual en el océano Atlántico, la tortuga boba hembra hace el largo viaje de regreso a su playa natal para poner sus huevos. La tortuga boba en el Atlántico Norte cubre más de 9,000 millas de ida y vuelta para poner huevos en la costa de América del Norte.
La migración del salmón del Pacífico Norte desde el océano hasta su hábitat de desove en agua dulce es una de las migraciones más extremas del reino animal. El ciclo de vida de un salmón comienza en un arroyo o río de agua dulce que desemboca en el océano. [2] Después de pasar cuatro o cinco años en el océano y alcanzar la madurez sexual, muchos salmones regresan a los mismos arroyos en los que nacieron para desovar. Existen varias hipótesis sobre cómo los salmones pueden hacer esto.
Una hipótesis es que utilizan señales químicas y geomagnéticas que les permiten regresar a su lugar de nacimiento. El campo magnético de la Tierra puede ayudar a los peces a navegar por el océano para encontrar la región de desove. Desde allí, el animal localiza el lugar donde el río desemboca en el mar con las señales químicas exclusivas de la corriente natal del pez. [3]
Otras hipótesis se basan en el hecho de que el salmón tiene un sentido del olfato extremadamente desarrollado. Una hipótesis afirma que el salmón retiene una huella del olor de su arroyo natal mientras migra río abajo. Usando este recuerdo del olor, puede regresar al mismo arroyo años después. Otra hipótesis relacionada con el olfato afirma que los salmones jóvenes liberan una feromona mientras migran río abajo y pueden regresar al mismo arroyo años después al oler la feromona que liberaron.
El atún rojo del Atlántico desova tanto en la costa este como en la oeste del océano Atlántico . Cuando un atún rojo nace, queda una huella química en los otolitos del animal basada en las propiedades químicas del agua. Los peces nacidos en diferentes regiones mostrarán claras diferencias en este aspecto. Los estudios de la industria pesquera comercial en los Estados Unidos muestran que la población de atún rojo en el Atlántico Norte está formada por peces procedentes de ambas costas. Aunque los peces pueden vivir muy cerca en el Atlántico, vuelven a su región natal para desovar. El marcado electrónico realizado durante varios años mostró que el 95,8 por ciento de los ejemplares de un año marcados en el mar Mediterráneo volvieron allí para desovar. Los resultados para el golfo de México fueron del 99,3 por ciento. [4] Con la sobrepesca de esta especie, los científicos tienen mucho que aprender sobre sus hábitos de desove para mantener la población como fuente de alimento fiable y un ecosistema saludable.
Los frailecillos atlánticos pasan el invierno en el mar y luego regresan a sus lugares de nacimiento, como se ha demostrado mediante el anillamiento de las aves . Los lugares de reproducción suelen ser acantilados inhóspitos e islas deshabitadas. Se ha observado que las aves que fueron retiradas cuando eran polluelos y liberadas en otro lugar mostraban fidelidad a su punto de liberación más que a su lugar de nacimiento. [5]
Una idea sobre cómo los animales logran regresar a su lugar de origen es que se imprimen en el campo magnético único que existe en su área natal y luego usan esta información para regresar años después. Esta idea se conoce como la "hipótesis de la impronta geomagnética" [6]. El concepto fue desarrollado en un artículo de 2008 que buscaba explicar cómo las tortugas marinas y el salmón pueden regresar a sus áreas de origen después de migrar cientos o miles de kilómetros de distancia [7].
En el comportamiento animal, el término "impronta" se refiere a un tipo especial de aprendizaje. Las definiciones exactas de impronta varían, pero los aspectos importantes del proceso incluyen lo siguiente: (1) el aprendizaje ocurre durante un período crítico particular, generalmente al principio de la vida del animal; (2) los efectos duran mucho tiempo; y (3) los efectos no se pueden modificar fácilmente. [8] En el caso del retorno natal, el concepto es que animales como las tortugas marinas y el salmón se imprimen en el campo magnético de su área de origen cuando son jóvenes y luego usan esta información para regresar años después.
No se ha demostrado que se produzca la impronta geomagnética, pero parece plausible por varias razones. El campo magnético de la Tierra varía en todo el mundo de tal manera que diferentes áreas geográficas tienen diferentes campos magnéticos asociados a ellas. [6] Además, las tortugas marinas tienen un sentido magnético bien desarrollado [9] y pueden detectar tanto la intensidad (fuerza) del campo de la Tierra como el ángulo de inclinación (ángulo en el que las líneas de campo intersecan la superficie de la Tierra). [10] Por lo tanto, es plausible que las tortugas marinas, y tal vez también los salmones, puedan reconocer sus áreas de origen utilizando los campos magnéticos distintivos que existen allí.
Se sabe que el salmón del Pacífico se imprime en la firma química de su río de origen. [11] Esta información ayuda al salmón a encontrar su río de origen una vez que llega a la costa desde el mar abierto. En la mayoría de los casos, no se cree que las señales químicas de los ríos se extiendan muy lejos en el océano. Por lo tanto, el salmón probablemente use dos sistemas de navegación diferentes en secuencia cuando migra desde el mar abierto a sus zonas de desove. [12] El primero, posiblemente basado en el campo magnético de la Tierra (ver Impronta Geomagnética más arriba), se usa en el océano abierto y probablemente lleva al salmón cerca de su río de origen. Una vez que están cerca del río de origen, el salmón puede usar señales olfativas (químicas) para encontrar su área de desove.
Muchos de los estudios clásicos que demuestran la impronta olfativa en el salmón fueron realizados por Arthur Hasler y sus colegas. [13] En un experimento particularmente famoso, se imprimieron a salmones jóvenes con sustancias químicas artificiales y se los liberó en la naturaleza para que realizaran sus migraciones normales. Casi todos los peces jóvenes regresaron al mismo arroyo que también había sido impreso artificialmente con las mismas sustancias químicas, lo que demuestra que los peces utilizan señales químicas para regresar a su región natal.
La contaminación térmica , que se refiere a la degradación de la calidad del agua al cambiar la temperatura ambiente del agua, tiene un efecto grave en el retorno al hogar natal del salmón chum . El salmón chum es un pez típico de agua fría que prefiere el agua alrededor de los 10 °C (50 °F). Cuando la temperatura del agua aumenta debido a la contaminación térmica, el salmón chum tiende a sumergirse en aguas profundas para termorregularse . Esto reduce el tiempo que el salmón chum pasa en la columna de agua superficial y reduce la posibilidad de que el salmón chum se acerque al río natal, ya que la señal química para el retorno al hogar natal se concentra en el agua superficial.
Los científicos han estudiado y registrado que en una playa del este de México, donde anidan las tortugas lora, un error de navegación debido al ángulo de inclinación durante un período de una década llevaría a las tortugas solo a una media de 23 kilómetros (14 millas) de su región natal. En otras ubicaciones se produjeron errores de navegación de más de cien kilómetros en el mismo período de tiempo. Los resultados de este estudio muestran que se cree que la herramienta de navegación de la impronta geomagnética solo orienta a los animales marinos cerca de donde nacieron y que luego los animales dependen de las señales químicas de los afluentes y ríos para dirigirse de regreso a su lugar de nacimiento.
Estos errores de navegación han reforzado el rasgo evolutivo de la vuelta a casa de los animales marinos, al provocar que algunos animales se alejen de su lugar de nacimiento. La mayoría de los animales regresan a su región natal porque saben que es un lugar seguro para poner sus huevos. Estas regiones suelen tener pocos depredadores, la temperatura y el clima adecuados y el tipo de arena adecuado para las tortugas, ya que no pueden poner huevos en entornos húmedos y fangosos.
Los pocos animales que no regresan a su región natal y se desplazan a otros lugares para reproducirse proporcionarán a la especie una variedad de diferentes lugares de reproducción, por lo que si las ubicaciones natales originales han cambiado, la especie se habrá expandido a más lugares y, en última instancia, aumentará las posibilidades de supervivencia de la especie. [3]
Aunque los científicos llevan años estudiando a los animales marinos que realizan el recorrido natal, todavía no están seguros de que la impronta geomagnética y las señales químicas sean las únicas herramientas de navegación que utilizan para sus increíbles migraciones. Todavía queda mucha investigación por hacer hasta que los científicos puedan entender por completo cómo estos animales pueden viajar distancias tan grandes para reproducirse. Afortunadamente, a medida que la tecnología ha avanzado, ahora hay varias herramientas disponibles para los científicos, como los registradores de datos equipados con magnetómetros que se pueden colocar fácilmente en los animales. No solo brindan datos que muestran al animal en relación con el campo magnético de la Tierra, sino que algunos también brindan la latitud en función de esto, la longitud en función de los niveles de luz, la temperatura, la profundidad, etc. Se utilizan etiquetas de archivo satelitales emergentes para recopilar datos y tienen la capacidad de transferir estos datos a través de los satélites del Sistema Argos al científico.