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¿Quiénes duermen con medio cerebro? Los delfines y las ballenas

¿Sabías que los delfines y las ballenas duermen solo con la mitad del cerebro? Sí, como lees. Los delfines y las ballenas, es decir, los mamíferos que viven en los océanos y los mares, tienen un mecanismo muy interesante para dormir. Realmente, es una adaptación al ambiente en donde viven y un mecanismo muy bien desarrollado. No obstante, seguramente te estarás preguntando cómo lo hacen y para qué. Pues bien en las siguientes líneas resolvemos todas estas dudas y alguna más.

Los delfines: mamíferos de agua

Los delfines y las ballenas pertenecen al grupo de los cetáceos marinos. En el caso de los delfines tienen un carácter muy social. En el caso de las ballenas son mas solitarias, pero también se ha visto que pueden colaborar y cooperar entre si.

Los delfines (Delphinidae), suelen ser oceánicos aunque algunas especies son platanistoideos. Esto quiere decir, que son delfines que viven en ríos o zonas de agua dulce. Actualmente, hay 37 especies, siendo un grupo diverso. Miden entre 2 y 8 metros de largo, con un cuerpo fusiforme y la cabeza de gran tamaño, el hocico alargado y solo un agujero denominado espiráculo en la parte superior de la cabeza para respirar por sus pulmones. Es una de las especies más inteligentes que habitan en el planeta. Siendo carnívoros, se encuentran relativamente cerca de las costas y a menudo interactúan con el ser humano.

Figura 1. Delfines nariz de botella. Imagen extraída de Europapress.

Las ballenas: los mamíferos más grandes del mundo

Las ballenas (Balaenidae) son una familia de cetáceos con 4 especies distribuidas en dos géneros Balaena y Eubalaena. Sin embargo el término ballena se usa en un sentido amplio para referirse a todos los grandes cetáceos incluidos: el parvorden Mysticeti (cetáceos con barbas) como el rorcual azul (Balaenoptera musculus) y a varias especies del parvorden Odontoceti (cetáceos dentados, como el Physeter macrocephalus o cachalote).

Figura 2. Ballena jorobada. Imagen extraída de Agenciasinc.

Las ballenas como los delfines y otros grupos de cetáceos utilizan los sonidos, la danza y el salto para comunicarse, orientarse y alcanzar sus presas. Además, los delfines utilizan la ecolocalización. Hoy en día, las principales amenazas para estas especies son el ser humano y el cambio climático.

El sueño de los delfines y las ballenas

Todos los animales requieren del sueño para recuperar redes neuronales, procesar información y descansar. Se pueden distinguir dos estados diferentes:

  • Estado de vigilia.
  • Estado de sueño.

El sueño ya lo hemos tratado en otros artículos (la importancia del sueño, insomnio, sonambulismo y sueño y Alzheimer). No obstante, ahora vamos a redefinir el sueño y lo estudiaremos en el grupo de los mamíferos marinos con un proceso muy interesante. El estado de sueño, se produce cuando necesitamos descansar nuestro cerebro perdiendo la conciencia, dejando de responder a estímulos sensoriales y nuestros músculos dejan de moverse.

Los delfines y las ballenas son únicos porque tienen procesos muy peculiares durante el sueño. Ellos mantienen en su cerebro un estado de vigilia y uno de sueño al mismo tiempo, tienen una fase REM (Rapid Eyes Movement) mínima o completamente ausente. Nosotros sí tenemos dicha fase, pero con ambos ojos cerrados.

Esto podría llevar a pensar que los delfines y ballenas no duermen, pero sí duermen, solo que no igual que nosotros, pues tienen retos particulares a los que tienen que adaptarse como mamíferos completamente acuáticos que son. Las adaptaciones al tipo de sueño tan particular son el resultado de presiones medioambientales que forzaron su evolución a nivel cerebral.

¿Cómo duerme un mamífero en el agua?

Si tuviéramos que dormir en el agua, como los delfines o las ballenas, necesitaríamos quedarnos en la zona de la superficie del agua. A ellos, también les pasa, se quedan suspendidos apenas bajo la línea del agua, o nadando con movimientos muy ligeros. La razón por la que lo hacen es por la misma por la que nosotros lo hacemos, nuestro sistema respiratorio, los pulmones, necesitan de respirar el aire fuera del agua. No son branquias adaptadas a este sistema. Las branquias son características del grupo de los peces. Por tanto, los delfines y ballenas duermen muy cerca de la superficie porque requieren de la respiración constantemente, dado que cuando están despiertos su respiración es voluntaria y controlada por el cerebro. Cuando están semidormidos, no pueden controlar la respiración de la misma manera, y por ello, requieren de estas estrategias.

Parece ser que la explicación de esta adaptación no solo viene por esta limitación de aire, sino por la necesidad de los delfines y las ballenas de compensar la alta pérdida de calor corporal que ocurre en el agua. Los delfines y ballenas son animales homeotermos, necesitan estrategias para mantenerse calientes para poder mantener sus procesos metabólicos y fisiológicos.

Evolución del cerebro de los mamíferos acuáticos

Otra adaptación neurocientífica muy interesante es que los delfines y las ballenas han evolucionaron dividiendo en dos su cerebro y repartiendo actividades en él. Por ejemplo, en el sueño, hay un lado del cerebro está en estado de vigilia, el otro hemisferio cerebral duerme y pierde conciencia. A este tipo de sueño, se le llama sueño unihemisférico de onda lenta, ya que solo duerme un hemisferio. También, la onda lenta esta asociada con el sueño profundo, y entre sus funciones está el almacenar y procesar la nueva información adquirida en el estado de vigilia.

Para poder descansar ambos hemisferios los delfines y ballenas alternan la mitad del cerebro que estará en vigilia y dormido. Es decir, que a veces descansa el lado derecho y a veces el izquierdo. Así puede dar descanso a todo su cerebro para que pueda funcionar de manera adecuada.

En el sueño de las ballenas, su actividad y comportamiento cambian significativamente. Aunque pueden continuar nadando, sus movimientos se vuelven más lentos y rítmicos. Es común, que se desplacen en círculos o de manera lineal, lo que les permite mantener una dirección constante mientras minimizan el esfuerzo físico. Esto genera un contrate con los rápidos y poderosos movimientos que exhiben mientras están despiertas.

El equilibrio para sobrevivir

Como hemos comentado, la limitación de la respiración pulmonar en los mamíferos, y no branquial como ocurre en peces, implica la salida de estos animales a la a la superficie y tomar aire con sus espiráculos, aberturas nasales que se encuentran muy atrás, casi en la espalda. Cada 15 minutos necesitan salir a tomar aire, en el caso de los delfines y cada 30 min a 1 hora en ballenas.

Figura 3. Grupo de delfines que duermen con un sueño unihemisférico. Imagen extraída de Clarin.

Este proceso de toma de oxígeno es completamente voluntario, pues la apertura del espiráculo debe ser hecha a conciencia, no como nosotros que lo hacemos de modo automático, pues de otro modo sus pulmones se llenarían de agua.

Si estuvieran completamente dormidos, los delfines y ballenas se ahogarían. teniendo esto en cuenta junto con todo lo anteriormente mencionado. Por eso necesitan mantener un hemisferio despierto: para poder controlar su respiración. Cuando duermen deben mantenerse cerca de la superficie para poder tomar aire mientras un hemisferio descansa y el otro está controlando la respiración.

La respiración de las ballenas se modifica durante el sueño de modo diferente, ya que, a diferencia de sus respiraciones profundas y explosivas cuando están despiertas, las ballenas durmiendo realizan respiraciones más lentas y superficiales. Asimismo, poseen la capacidad de cerrar parcialmente sus espiráculos, manteniendo unas aberturas a través de las cuales expulsan el aire, con el objetivo de evitar la entrada de agua mientras duermen.

Ojo abierto, ojo cerrado

Literalmente los delfines y las ballenas, duermen con un ojo abierto. Puede parecer que es una broma, pero no. Nuestro sistema nervioso induce el estado de sueño cerrando los ojos para que no existan estímulos que entren por la vista. Entre ellos la luz, de modo que la oscuridad estimula la melatonina hormona que promueve el sueño. Por esta razón, y para poder tener el sueño que realizan los delfines y ballenas de modo unihemisférico, duermen con un ojo abierto y con el otro cerrado.

Cuando el hemisferio derecho duerme, cierran el ojo izquierdo. Cuando el lado izquierdo del cerebro duerme, cierran el ojo derecho. Esto se debe a la decusación o paso de información de un hemisferio a otro del cerebro desde los ojos. Recordar que los ojos tienen conexión con una parte del cerebro llamado quiasma óptico, que son un grupo de neuronas que controlan la secreción de la melatonina u hormona del sueño.

En efecto, en el sueño unihemisferico, tener el ojo cerrado que manda información al lado opuesto del cerebro, permite que ese hemisferio, pueda dormir, mientras el otro se mantiene en vigilia. Por eso están despiertos y dormidos a la vez. La razón para esto es que el ojo abierto y el hemisferio que quedan despiertos ayudando a controlar la respiración y mantenerse alerta en su entorno.

Esto tiene mucho sentido, ya que al estar cerca de la superficie y casi inmóviles, se vuelven blanco fácil para los depredadores. Por otro lado, mantener un ojo abierto les ayuda a mantenerse en grupo, en el caso de los delfines que son individuos sociales.

¿Y la ecolocalización funciona en este estado de sueño?

Pues si, en el hemisferio que esta en vigilia la ecolocalización esta funcionando ayudando a los delfines y ballenas a reconocer su entorno y estar alerta también. Tengamos en cuenta que los ojos de los delfines, son ojos de mamíferos que se han adaptado al agua, pero no evolucionaron originalmente ahí, como si paso con los peces. Aunque los cetáceos marinos ven mejor que nosotros, no llegan a la calidad visual de un pez. La ecolocalización ayuda por tanto a «ver» mejor.

Variantes del comportamiento en cautividad

No obstante, en cautividad es común que los delfines duerman en el fondo de sus tanques, rompiendo la norma que acabamos de explicar. Por ejemplo, el delfín nariz de botella pasa aproximadamente 5% de su día durmiendo en el suelo durante la noche.

¿Cómo lo hacen? En estos casos aguantan la respiración mientras duermen. La explicación que dan los zoólogos y etólogos es que posiblemente esto ocurra porque no hay depredadores cerca de ellos, factor importante en delfines de vida libre, que también se verían favorecidos con el uso del sueño unihemisférico.

Figura 4. Delfín en acuario reposando la cabeza. Imagen extraída de Oceans.

¿Cuándo duermen los delfines?

Pues lo cierto, es que no hay una respuesta única, porque los cetáceos se encuentran con ciclos de sueño que dependen de:

  • La especie.
  • La ubicación geográfica.
  • La temporada del año.

Algunos ejemplos que podemos comentar. Los delfines nariz de botella (Tursiops truncatus) duermen principalmente durante el atardecer y la noche. Su hora de mayor actividad es durante el día, es decir, son diurnos como nosotros. Estos delfines que suelen ser muy comunes en acuarios y delfinarios han tenido el apoyo de sus cuidadores que han incentivado, junto con zoólogos, etólogos y veterinarios que se eviten los espectáculos a las primeras horas de la mañana para evitar que sus ciclos sean interferidos.

La alimentación ocurre cuando el sol todavía no sale ni se esconde por completo, pudiendo encontrar presas crepusculares y nocturnas.

Por otro lado, se han registrado otros delfines que tienen actividad tanto de día como de noche. Algunos duermen solo una parte de la noche y despiertan a altas horas nocturnas, como lo hacen los calamares.

¿Cuándo duermen las ballenas?

Las ballenas, presentan un ciclo de sueño mucho mas variable que los delfines, debido a que depende de:

  • Su tamaño que puede ser muy variable: el tamaño de las ballenas varía desde los 6 metros y 3 toneladas de la ballena franca enana (Caperea marginata), a los 34 metros y 190 toneladas de la ballena azul (Balaenoptera musculus), el animal más grande del mundo.
  • Presentan distintas estrategias de alimentación: las ballenas se pueden clasificar en tres diferentes grupos por el tipo de alimentación: las tragadoras (cachalote come presas y tiene dientes), las dragadoras (comen en los fondos marinos) y las peinadoras (comen krill).
  • Presentan una gruesa capa de piel: la hipodermis es la capa de piel que tiene mayor contenido de grasa y sirve para conservar la temperatura corporal. Siendo las ballenas francas el cetáceo que poseen la hipodermis más gruesa.
  • Poseen una alta eficiencia pulmonar: pudiendo extraer un 80 % del oxígeno del aire, mientras que los humanos extraen apenas el 20 % del oxígeno presente en el aire inhalado.
  • Poseen callosidades y protuberancias en la piel: siendo áreas engrosadas y rugosas que se ubican principalmente en la cabeza y en la mandíbula superior. Son únicas para cada individuo y pueden albergar colonias de pequeños organismos que se adhieren a la piel.

Figura 5. Cachalotes durmiendo en vertical. Imagen extraída de Google.

¿Cuánto duermen?

Los delfines nariz de botella, que han sido los más observados y estudiados especialmente en cautividad, se sabe que duermen el 33.4% de un ciclo de 24 horas, es decir duermen aproximadamente 7 horas al día. De este tiempo, pasan 28.8% solamente en sueño unilateral de onda lenta, incluyendo en este tiempo a ambos hemisferios.

Es importante destacar que las ballenas no duermen de manera continua. Estas experimentan períodos breves de sueño intercalados con períodos de vigilia. Estos ciclos de sueño-vigilia pueden variar entre especies y también dependen de las circunstancias en las que se encuentran las ballenas (depredadores o la necesidad de nadar largas distancias). Es por ello, que no se sabe cuanto duermen realmente, hoy en día.

¿Cómo podemos ayudarlos?

Los delfines que hemos comentado que están en zonas muy cercanas a la costa y que suelen interaccionar fácilmente con los humanos, se encuentran en algunos casos amenazados, pero nosotros podemos ayudarlos.

Algunos mamíferos que están en las zonas peninsulares, es decir, en las zonas de España, como son el delfín común y el delfín mular se encuentran en estado vulnerable. Esto se debe a que se ven amenazados por la contaminación acústica y química de los humanos, la caza furtiva de ejemplares y la disminución de la presencia de presas para su alimentación (principalmente, por causas humanas y también, por el cambio climático).

Figura 6. Ballena varada en las costas de Estepona. Imagen extraída del diario Andalucía.

Esto es algo que ocurre también con las ballenas, especialmente afectadas por interferencias en la ecolocalización, desorientándolas y llevándolas a estar varadas en las costas.

Nosotros los ciudadanos podemos ayudar a los delfines principalmente de forma externa:

  • Realizando una donación económica a entidades de rescate.
  • Divulgando información sobre su situación (como hacemos con este articulo).
  • Convirtiéndonos en voluntarios para dichas entidades.
  • Denunciar cualquier situación que observemos en contra de los delfines o vida marina en general.
  • Reducir nuestro impacto negativo en el entorno marino, por ejemplo, reduciendo nuestra contaminación.

Si nos encontramos cualquier evento o encallamiento de un animal marino, en España, lo primero que hay que hacer es avisar a emergencias (número 112). Ellos darán el aviso a la asociación o entidad y se registrará debidamente pudiendo ocuparse de la situación.

Conclusión

Sin lugar a dudas hay muchos animales que tienen formas muy curiosas de adaptarse a su entorno. Véase que incluso en los hábitos de sueño somos muy diferentes y a la vez parecidos. Por ello, es interesante conocer todas las formas de vida, sus comportamientos y variantes. Conocer el comportamiento y el cerebro de nuestros parientes mamíferos así como, de otros animales siempre nos hará comprender mejor nuestros propios sistemas. Desde el punto de vista evolutivo y de cuidado de nuestro medio ambiente, tenemos que mirar y observar mas a nuestros parientes tanto cercanos como lejanos.

Esperemos que podamos comprender mucho sobre delfines y ballenas en el futuro, que los estudios que ya hay y os dejo aquí debajo en la bibliografía, también os gusten, y sobre todo recordar el ultimo punto, sobre como podemos nosotros ayudar a estos magníficos seres.

Artículo editado por Equipo de Microbacterium

Bibliografía:

  • Toledo, V., & Ross, A. (2004). Sueño unihemisférico en delfines. TecnoVet, 10(3), ág-3.
  • Branstetter, B. K., Finneran, J. J., Fletcher, E. A., Weisman, B. C., & Ridgway, S. H. (2012). Dolphins can maintain vigilant behavior through echolocation for 15 days without interruption or cognitive impairment. PLoS ONE 7(10): e47478.
  • Lyamin, O. I., Manger, P. R., Ridgway, S. H., Mukhametov, L. M., & Siegel, J. M. (2008). Cetacean sleep: an unusual form of mammalian sleep. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 32(8), 1451-1484.
  • Oleg I. Lyamin, Jerome M. Siegel (2019) Handbook of Sleep Research. Handbook of Behavioral Neuroscience (30), pp 1-738.
  • Mukhametov, L. M., Oleksenko, A. I., & Polyakova, I. G. (1988). Quantification of ECoG stages of sleep in the bottlenose dolphin. Neurophysiology, 20(4), 398-403.
  • Kreicker, S. & Ziltener, A. (s.f.) Structured diurnal activity pattern of Indo-Pacific bottlenose dolphins (Tursiops aduncus) around Hurghada, Egyptian Red Sea and its conservation implications. Department of Anthropology, University of Zurich.
  • Suarez, H. C., & Durandeu de San Gil, L. (2017). “Conociendo a la ballena franca austral”.
  • https://www.muyinteresante.com.mx/preguntas-y-respuestas/10459.html
  • How Do Dolphins Sleep? With One Eye Open https://outforia.com/how-do-dolphins-sleep/ 
  • How do Whales and Dolphins Sleep Without Drowning? https://www.scientificamerican.com/article/how-do-whales-and-dolphin/ 

Ana María Morón

Ana María Morón

Graduada en Biología. Máster en Neurobióloga y Máster en Divulgación científica y gestión del conocimiento y la cultura. Con mas cursos que LinkedIn. Proyecto de Divulgadora científica.

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