La migración de las aves: adaptaciones y fisiología

La migración, en biología, se refiere al desplazamiento periódico y estacional de un animal de un hábitat a otro. Toda migración implica un movimiento activo por parte del animal que permita ese desplazamiento entre regiones. Los animales migrantes se encuentran en todas las ramas del reino animal, pero los medios usados son muy distintos: las aves usan los vientos para migrar, los peces y mamíferos marinos aprovechan las corrientes marinas y los invertebrados planctónicos usan la columna vertical de agua. En todos los casos, las migraciones tienen una duración bastante superior (desde días a meses) a los desplazamientos diarios habituales que hacen los animales e implican además una relocalización, es decir, un cambio entre regiones donde las condiciones son más o menos favorables según la estación. Esto último nos da una pista de por qué se producen las migraciones; no son más que una adaptación evolutiva moldeada por la disponibilidad y cambios en la localización de los recursos. Es por eso que no hay que confundir la migración con otros tipos de movimientos como la dispersión, que comprende distancias de pocos kilómetros, o la filopatría, que es la vuelta al hábitat donde nació el individuo para reproducirse. Hay animales que usan la migración para obtener mejores zonas de cría, otros migran para escapar de sus depredadores y otros para obtener alimento cuando este aflora en ciertas épocas del año. Incluso hay especies de aves, como los mirlos, gansos o cisnes, que migrar para evitar zonas con alta incidencia de parásitos. La selección natural ha producido un sinfín de comportamientos, rasgos y respuestas para que la migración sea una adaptación distinguible de otras formas de desplazamiento.

Hay muchas formas de clasificar los distintos tipos de migración dependiendo de si colocamos el foco en el propio organismo, en la escala temporal o en la espacial, pero todos los movimientos migratorios llevan implícitos cuatro componentes: (1) el ambiente al cual el migrante está adaptado, es decir, las dos regiones entre las que se produce el desplazamiento; (2) el síndrome migratorio, referido a los rasgos o caracteres que permiten la actividad migratoria (caracteres morfológicos como las alas o las aletas, o fisiológicos como las hormonas o la regulación del consumo energético) y las respuestas al ambiente (comportamiento); (3) el complejo genético que permite la existencia del síndrome migratorio; y (4) la trayectoria o ruta espacial de la población que migra. La variabilidad existente en estos cuatro componentes hace posible que existan todas las migraciones que observamos actualmente.

De entre todos los animales migrantes me centraré en las aves y, más concretamente, en las adaptaciones que estas poseen para poder llevar a cabo la migración. Ya he mencionado en el párrafo anterior que una parte esencial de la migración es el síndrome migratorio, en el cual encontramos, entre otros, mecanismos de control endocrino u hormonal y de navegación. Ambos mecanismos se han estudiado exhaustivamente en las aves y son varios los estudios que han demostrado que la migración es instintiva, es decir, que verdaderamente hay hormonas y mecanismos fisiológicos que se heredan y desencadenan la migración (incluso hay reminiscencias de estos mecanismos en aves no migratorias). Muchos de los estudios clásicos del síndrome migratorio se hacían bajo el enfoque etológico Zugunruhe (del alemán Zug, «migración», y Unruhe, «ansiedad»). El Zugunruhe describe el comportamiento inquieto y ansioso que tienen las aves justo antes y durante la migración. Este comportamiento tan característico y los mecanismos moleculares que lo desencadenan se han estudiado en aves migratorias encerradas en grandes jaulas especiales donde los estímulos ambientales que desencadenan la migración (puesta y salida del sol, brillo de la luna, patrones estelares, etc.) se pueden reproducir y modificar. No solo se puede estudiar la relación entre estos estímulos ambientales y la migración, también la neurofisiología y genética que hay detrás. Por ejemplo, gracias a numerosos estudios se sabe que hay ciertos genes que se activan antes de migrar, pero también durante la migración, para que se produzca la hiperfagia, o ingesta intensificada de comida antes de la migración, para así almacenar reservas de energía. La hiperfagia implica además un cambio en la dieta de las aves, ya que provoca que consuman más frutas y bayas en lugar de artrópodos. Las reservas que se obtienen de la hiperfagia se acumulan en forma de grasa (triglicéridos en su mayoría), ya que son una fuente excelente de energía. Gracias a estudios recientes, ahora sabemos que tanto la hiperfagia como la acumulación de grasa están controladas hormonalmente. La hiperfagia es desencadenada por un aumento en la síntesis de la hormona glerina, que controla el apetito: a mayor concentración de esta hormona, mayor cantidad de alimento puede consumir el ave (el umbral de la saciedad sube). El almacenamiento de grasa, por otro lado, está controlado por la prolactina y dicha acumulación se hace en los tejidos conectivo y adiposo. En algunas especies es tal la acumulación de grasa que el peso del ave puede llegar a duplicarse. El consumo de esta grasa y la obtención de energía se logra durante los largos trayectos migratorios. Además, como durante el vuelo se disipa mucho calor debido al continuo consumo de esa energía, las aves suelen migrar durante la noche o a grandes altitudes.

Otra particular adaptación de las aves a la migración es la ganancia de insomnio: ciertas especies de paseriformes reducen el tiempo de sueño tanto en época migratoria como en la no migratoria, y ello sin tener déficits asociados a la función cognitiva. Un ejemplo lo podemos encontrar en el gorrión de corona blanca (Zonotrichia leucophrys), capaz de reducir drásticamente sus horas de sueño cuando se encuentra en plena migración hacia el sur de Norteamérica. Otros muchos paseriformes sufren alteraciones moleculares en su reloj interno que hacen que se mantengan despiertos durante la noche, período del día durante el cual migran. Aunque se han observado breves períodos de sueño durante las últimas horas de la tarde anteriores al vuelo migratorio nocturno, todavía se desconoce la base molecular que provoca estos cambios en el ciclo sueño-vigilia. Respecto a la navegación, se sabe que las aves usan varios mecanismos para orientarse a la hora de migrar, si bien estos mecanismos no son excluyentes entre ellos (es decir, una misma especie puede hacer uso de varios mecanismos de orientación a la vez). Aunque se ha comprobado que varias aves usan la posición del Sol (concretamente el acimut o ángulo sobre el horizonte entre el norte y la proyección vertical del Sol), la dirección del viento, pistas olfatorias y visuales, o la posición de patrones estelares, el mecanismo de navegación más conocido y estudiado es el de la magnetorrecepción. En efecto, las aves son capaces de detectar la dirección y sentido del campo magnético de la Tierra y hacer uso de las líneas magnéticas de nuestro planeta para orientarse durante la migración. Y no solo para migrar, las líneas magnéticas también sirven para saber cuáles son los mejores sitios donde parar durante la migración, como ocurre en el carricero común (Acrocephalus scirpaceus). Son varias las moléculas propuestas para explicar la magnetorrecepción, ya que todas ellas son sensibles al campo magnético. Según los últimos estudios, parece ser que las aves poseen varias de estas moléculas: magnetita (u óxidos de hierro), melanina (un pigmento), diversos radicales biológicos o fotopigmentos. Todas ellas estarían implicadas en la detección de las líneas magnéticas terrestres, pero se desconoce aún en qué grado las aves hacen uso de ellas. También se ha comprobado que varias aves son capaces de crear una especie de mapa mental del entorno físico en su hipocampo, así como mapas magnéticos, para guiarse durante los cientos de kilómetros que tienen que recorrer durante su migración, como ocurre con la paloma bravía (Columba livia), una especie muy socorrida para estudiar trayectos largos aun cuando no es migrante. Hay incluso casos, como la reinita alidorada (Vermivora chrysoptera), en los que los individuos detectan los característicos cambios en la presión atmosférica que preceden a las tormentas para comenzar su migración.

Las aves migratorias también han desarrollado ciertas defensas moleculares que les ayudan a reducir los costes de la migración, ya que la migración es una actividad que demanda muchos recursos y energía, por lo que tiene costes asociados. Por ejemplo, cuando las aves migran el consumo de energía y oxígeno se dispara, por lo que su cuerpo es más susceptible de ser «oxidado» y dañado por los derivados tóxicos del oxígeno (es lo que se denomina, técnicamente, estrés oxidativo). Para evitar esto, la selección natural ha dotado de comportamientos y mecanismos antioxidantes especiales a algunas especies de aves. Muchos paseriformes seleccionan alimentos ricos en azúcar y antioxidantes, como los polifenoles, para reducir el aumento de estrés oxidativo durante la migración. Las aves marinas, por su parte, poseen membranas celulares resistentes a la oxidación gracias a su composición rica en ácidos grasos monoinsaturados. La curruca mosquitera (Sylvia borin), que puede hacer vuelos directos de hasta 16 horas, posee una capacidad antioxidante mucho mayor que otros paseriformes no migrantes. Las golondrinas (Hirundo rustica), por su parte, poseen una tasa metabólica menor (entre un 50 y 70%) que otros pájaros de su mismo tamaño, lo que le ayuda a consumir menos oxígeno y, por tanto, reducir la producción de compuestos oxidantes cuando migra. También se ha comprobado que algunas aves son capaces de reducir el tamaño de varios de sus órganos, a excepción del cerebro y pulmones, y reducir así su peso y tasa metabólica durante los vuelos migratorios, tal y como ocurre por ejemplo en correlimos grande (Calidris tenuirostris). Otras tantas aves reducen el aleteo al mínimo posible para disminuir el consumo energético. Y así podría estar recopilando muchos más ejemplos.

Todas estas adaptaciones, y otras más que no he citado, hacen posible la migración; una migración que permite a las aves sobrevivir y reproducirse en ambientes muy heterogéneos y muy separados en el espacio. Sin embargo, las rutas migratorias y muchas de las adaptaciones de las aves podrían verse seriamente afectadas por el cambio climático. Las variaciones en la temperatura producidas por el cambio climático están provocando que muchas aves ya estén cambiando las regiones entre las que migran y que las distancias recorridas sean menores. Además, los picos de migración se están adelantando en el hemisferio norte, y el crecimiento urbanístico, unido a las consecuencias medioambientales que eso conlleva, también está alterando las rutas migratorias de muchas aves, provocando incluso que algunas especies ni siquiera migren. Si la selección natural es capaz de responder relativamente rápido a estos cambios antrópicos, las aves migrantes acabarán adaptándose a este nuevo mundo cambiante; pero si, por lo contrario, la selección natural no es capaz de actuar ya, perderemos a muchas especies.

Referencias:
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Recursos: La fotografía de ánsares nivales (Anser caerulescens) migrantes que se usado como portada es obra de John Fowler. La fotografía de aviones comunes (Delichon urbicum) es obra de Lynn Cleveland. La última fotografía de aves migrantes pertenece a Antonio Larrea.