La búsqueda natal , o filopatría natal , es el proceso de búsqueda mediante el cual algunos animales adultos que han migrado fuera de 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 y mamíferos migratorios también practican comportamientos reproductivos similares. Los científicos creen que las principales señales utilizadas por los animales son la impresión 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 caldo de cultivo. Cuando aves marinas como el frailecillo atlántico regresan a sus colonias de reproducción natal, que se encuentran principalmente en islas, tienen asegurado un clima adecuado y una suficiente ausencia de depredadores terrestres.
Las tortugas marinas nacidas en cualquier zona difieren genéticamente de las tortugas nacidas 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 las que regresan, en lugar de a la playa real en la que comenzaron su vida. El salmón comienza su vida en arroyos de agua dulce y eventualmente viaja río abajo y es arrastrado al mar. Se cree que su capacidad para viajar de regreso, varios años después, al sistema fluvial en el que fueron desovados está relacionada con señales olfativas, el "sabor" del agua. El atún rojo del Atlántico desova en las costas este y 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 fueron desovados.
Se han propuesto varias teorías sobre cómo los animales encuentran el camino a casa. La hipótesis de la impresión geomagnética sostiene que están impresos con 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 deja su huella en la química del agua de su río de origen, un hecho que ha sido confirmado experimentalmente. Pueden utilizar 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 se reproducen con éxito 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 estén involucrados otros medios de navegación desconocidos y se necesita más investigación.
Hay varios tipos diferentes de animales marinos que demuestran un retorno natal. La más conocida es la tortuga marina . Se cree que las tortugas bobas muestran dos tipos diferentes de orientación. El primero de ellos se produce en las primeras etapas de la vida. Cuando salen al mar por primera vez, los animales se dejan llevar por las mareas y corrientes y apenas tienen que nadar. Estudios recientes muestran ahora que los animales se dirigen 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 alcanza la madurez sexual en el Océano Atlántico, la hembra de Loggerhead hace el largo viaje de regreso a su playa natal para desovar. La tortuga boba en el Atlántico Norte recorre más de 9.000 millas de ida y vuelta para desovar en la costa norteamericana.
La migración del salmón del Pacífico Norte desde el océano a su hábitat de desove de agua dulce es una de las migraciones más extremas del reino animal. El ciclo de vida de un salmón comienza en una corriente 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 el salmón puede hacer esto.
Una hipótesis es que utilizan señales tanto químicas como 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. A partir de ahí, 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 fuerte. Una hipótesis afirma que el salmón conserva una huella del olor de su corriente natal mientras migra río abajo. Utilizando este recuerdo del olor, pueden regresar a la misma corriente años después. Otra hipótesis relacionada con el olor afirma que los salmones jóvenes liberan una feromona a medida que migran río abajo y pueden regresar a la misma corriente años después al oler la feromona que liberaron.
El atún rojo del Atlántico desova en las costas este y oeste del Océano Atlántico . Cuando un atún rojo eclosiona, hay una huella química en los otolitos del animal basada en las propiedades químicas del agua. Los peces nacidos en diferentes regiones mostrarán aquí diferencias claras. Estudios de la industria pesquera comercial en Estados Unidos muestran que la población de atún rojo en el Atlántico Norte está compuesta por peces provenientes de ambas costas. Si bien los peces pueden vivir muy cerca en el Atlántico, regresan a su región natal para desovar. El marcado electrónico realizado durante varios años mostró que el 95,8 por ciento de los polluelos de un año marcados en el Mar Mediterráneo regresaron 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 a la población como una fuente confiable de alimento y un ecosistema saludable.
Los frailecillos atlánticos pasan el invierno en el mar y luego regresan a sus lugares de nacimiento, como lo han demostrado los anillamientos de aves . Los lugares de reproducción suelen ser acantilados inhóspitos e islas deshabitadas. Se descubrió 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 su regreso natal es que 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 impresión 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 a cientos o miles de kilómetros de distancia [7].
En el comportamiento animal, el término "impresión" se refiere a un tipo especial de aprendizaje. Las definiciones exactas de impronta varían, pero los aspectos importantes del proceso incluyen los siguientes: (1) el aprendizaje ocurre durante un período crítico particular, generalmente temprano en la vida del animal; (2) los efectos duran mucho tiempo; y (3) los efectos no pueden modificarse fácilmente. [8] Para el 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 impresión 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. [6] Además, las tortugas marinas tienen un sentido magnético bien desarrollado [9] y pueden detectar tanto la intensidad (fuerza) del campo terrestre como el ángulo de inclinación (ángulo en el que las líneas del campo cruzan la superficie terrestre). [10] Por lo tanto, es plausible que las tortugas marinas, y tal vez también el salmón, puedan reconocer sus áreas de origen utilizando los distintivos campos magnéticos que existen allí.
Se sabe que el salmón del Pacífico deja su huella 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 mar abierto. En la mayoría de los casos, no se cree que las señales químicas de los ríos se extiendan mucho hacia el océano. Por lo tanto, el salmón probablemente utiliza dos sistemas de navegación diferentes en secuencia cuando migra desde mar abierto a sus zonas de desove. [12] El primero, posiblemente basado en el campo magnético de la Tierra (ver Impresión Geomagnética arriba), se usa en mar abierto y probablemente acerca al salmón a su río de origen. Una vez que están cerca del río de origen, el salmón puede utilizar señales olfativas (químicas) para encontrar su zona 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, a los salmones jóvenes se les imprimieron productos químicos 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 los mismos productos químicos, 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 hogar natal del salmón chum . El salmón chum es un pez típico de agua fría que prefiere agua a unos 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 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 golfinas, un error de navegación desde el ángulo de inclinación durante un período de una década llevaría a las tortugas sólo a un promedio de 23 kilómetros (14 millas) de su región natal. Otros lugares provocaron 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 guía a los animales marinos cerca de donde nacieron y luego los animales dependen de señales químicas de los afluentes y ríos para dirigirlos de regreso a su lugar de nacimiento.
Estos errores de navegación en realidad han fortalecido el rasgo evolutivo del regreso natal de los animales marinos al provocar que algunos animales se desvíen 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 generalmente tendrán pocos depredadores, la temperatura y el clima correctos y tendrán el tipo de arena adecuado para las tortugas porque no pueden poner huevos en ambientes húmedos y fangosos.
Los pocos animales que no regresan a su región natal y se desvían hacia otros lugares para reproducirse proporcionarán a la especie una variedad de lugares diferentes de reproducción, por lo que si los lugares natales originales han cambiado, la especie se habrá expandido a más lugares y en última instancia, aumentar las posibilidades de supervivencia de la especie. [3]
Aunque los científicos han estado estudiando durante años los animales marinos que realizan búsquedas natales, todavía no están seguros de que la impresión geomagnética y las señales químicas sean las únicas herramientas de navegación que utilizan para sus increíbles migraciones. Todavía queda mucha más investigación por hacer hasta que los científicos puedan comprender completamente cómo estos animales pueden viajar distancias tan grandes para reproducirse. Afortunadamente, a medida que la tecnología ha progresado, ahora hay varias herramientas disponibles para los científicos, como registradores de datos equipados con magnetómetros que se pueden conectar fácilmente a los animales. No solo brindan datos que muestran al animal en relación con el campo magnético de la Tierra, sino que algunos también brindan latitud en función de esto, longitud en función de los niveles de luz, temperatura, profundidad, etc. Las etiquetas de archivo satelitales emergentes se utilizan para recopilar datos y tienen la capacidad de transferir estos datos a través de los satélites del Sistema Argos al científico.