Los sistemas sensoriales activos son receptores sensoriales que se activan al explorar el entorno con energía autogenerada. Algunos ejemplos son la ecolocalización de murciélagos y delfines y las antenas de insectos. El uso de energía autogenerada permite un mayor control sobre la intensidad de la señal, la dirección, el tiempo y las características espectrales. Por el contrario, los sistemas sensoriales pasivos implican la activación por energía ambiental (es decir, energía que ya existe en el entorno, en lugar de ser generada por el usuario). Por ejemplo, la visión humana depende del uso de la luz del entorno.
Los sistemas sensoriales activos reciben información con o sin contacto directo. Los sistemas sensoriales activos teleceptivos recopilan información dirigiendo la energía que se propaga y detectando objetos utilizando señales como el retraso temporal y la intensidad de la señal de retorno. Algunos ejemplos son la ecolocalización de los murciélagos y la detección electrosensorial de los peces eléctricos . Los sistemas sensoriales activos de contacto utilizan el contacto físico entre los estímulos y el organismo. Las antenas y los bigotes de los insectos son ejemplos de sistemas sensoriales activos de contacto.
Electrorrecepción y electrogénesis : los peces eléctricos exploran el entorno y crean imágenes electrodinámicas activas. [1]
Bioluminiscencia : las luciérnagas adultas utilizan la luz que ellas mismas generan para localizar a sus parejas. En los océanos profundos, el pez dragón barbudo produce luz infrarroja cercana. [2]
Tacto activo: los animales nocturnos dependen de los bigotes para orientarse y recopilar información sobre la posición, el tamaño, la forma, la orientación y la textura de los objetos. Los insectos utilizan antenas para explorar el entorno durante la locomoción. El hecho de que los humanos intenten alcanzar objetos con las manos es una analogía.
Ecolocalización : detección acústica activa de sonidos producidos por los propios murciélagos. Los murciélagos emiten llamadas de ecolocalización para detectar presas en vuelo. Las ballenas dentadas utilizan la ecolocalización en el agua.
Debido a que la propagación de sustancias químicas lleva más tiempo que otras fuentes, solo los organismos con locomoción lenta pueden utilizar señales químicas para sondear el entorno. El moho mucilaginoso Dictyostelium discoideum utiliza amoníaco para sondear el entorno y evitar obstáculos durante la formación del cuerpo fructífero. La transmisión de señales químicas también está limitada por la falta de señales de retorno. [3]
Una limitación importante en los sistemas sensoriales activos teleceptivos es la generación de energía con una señal de retorno por encima del umbral de detección. La energía autogenerada debe ser lo suficientemente fuerte como para detectar objetos a distancia. Debido a la dispersión geométrica, la energía emitida de manera uniforme se distribuirá sobre una esfera de área de superficie creciente. La intensidad de la señal depende del cuadrado de la distancia entre el organismo y el objetivo. En la detección activa teleceptiva, el costo de la dispersión geométrica se duplica, porque la señal se emite y se devuelve. Como resultado, la fracción de energía devuelta disminuye como la cuarta potencia de la distancia entre el organismo y el objetivo.
La direccionalidad también influye en el gasto de energía en la producción de señales. El aumento de la direccionalidad y el alcance estrecho dan como resultado una longitud de atenuación más larga. Un murciélago tiene un rango de detección más amplio para localizar pequeños insectos que vuelan a gran velocidad. Un delfín produce un haz de ecolocalización más estrecho que se propaga más lejos. Los peces eléctricos emiten señales que envuelven todo el cuerpo, por lo que tienen una distancia de propagación más corta.
Atenuación : Además de la dispersión geométrica, la absorción y dispersión de energía durante la propagación da como resultado la pérdida de energía. La longitud de atenuación es la distancia a la que la intensidad cae a 1/e (37 %) de la intensidad inicial. Los factores ambientales como la niebla, la lluvia y la turbulencia alteran la transmisión de la señal y disminuyen la longitud de atenuación.
En el caso del sistema sensorial de contacto, solo se detectan los objetivos que se encuentran al alcance de los apéndices de contacto. El aumento de la longitud de los apéndices aumenta los costos de energía física al sumar peso durante la locomoción y la inversión para el crecimiento. Como solución de compromiso, los bigotes de las ratas cubren solo el 35% de su cuerpo. Para minimizar el costo, los movimientos rítmicos se combinan con los mecanismos de paso de los insectos. [4]
La energía liberada al medio ambiente por los organismos es propensa a ser detectada por otros organismos. La detección por parte de depredadores e individuos competidores de la misma especie proporciona una fuerte presión evolutiva. Cuando se utiliza la detección activa, los niveles de energía detectados en el objetivo son mayores que los de la señal de retorno. Las presas o los depredadores evolucionaron para espiar las señales de detección activa [ cita requerida ] . Por ejemplo, la mayoría de los insectos voladores presas de los murciélagos desarrollaron sensibilidad a la frecuencia de llamada de ecolocalización. Cuando se estimulan con un sonido agudo, las polillas se dedican a esquivar la ruta de vuelo. Los delfines también pueden detectar los chasquidos ultrasónicos de las orcas. A cambio, las orcas producen chasquidos de sonar más irregulares y aislados para hacer señales menos visibles. [4] En el caso del pez dragón barbudo, utiliza luz roja que otros peces de aguas profundas no pueden detectar. [4]
La descarga corolaria es la capacidad de diferenciar los propios movimientos y respuestas a eventos motores externos. La orientación y las acciones se mapean a nivel neuronal y se recuerdan en el cerebro. La descarga corolaria permite incorporar la ingesta sensorial como resultado del sistema sensorial y sirve como un sistema de retroalimentación.
Respuesta de evitación de interferencias : las señales de la misma especie interfieren en la detección activa de individuos que comparten hábitats. Los peces eléctricos como Eigenmannia desarrollaron un cambio reflexivo en las frecuencias de descarga para evitar la interferencia de frecuencia.