Al bosc no hi ha silenci

L’ORQUESTRA DE LA NATURA

Grunys, esclafits, esgüells: deixem ara els missatges visuals enrere i passem als acústics. La producció de sons a la natura es pot comparar amb la producció de notes amb instruments musicals. Igual que en una orquestra, a la natura es produeixen sons quan els éssers vius fan vibrar diferents materials. Hi ha de tot, des de violins fins a tambors i instruments de vent. Escolteu-los!

Missatges acústics: els corredors de fons dels senyals

L’avantatge dels senyals acústics és que no cal que l’emissor i el receptor es vegin per intercanviar missatges. Alguns éssers vius poden emetre crits tan forts que es poden sentir a quilòmetres de distància. Els aluates o udoladors mascle, una espècie de primats, en són un bon exemple. Fan honor al seu nom perquè, gràcies a una laringe molt grossa i a un os especial que tenen sota la llengua, poden produir crits que ressonen fins a uns quants quilòmetres dins la jungla. Mentre feia treball de camp a Mèxic vaig poder sentir com d’impressionants són els seus udols. Però aquest sistema de comunicació té una pega: requereix molta energia. Tothom que fa servir molt la veu diàriament sap que emetre missatges acústics pot ser molt estressant. Generalment, per crear sons cal contraure músculs, com ara les cordes vocals, i l’emissor ha de reunir abans l’energia necessària. Proferir sons forts també és perillós, sobretot si l’emissor ocupa un lloc preeminent en la cadena tròfica i representa una font d’alimentació apreciada per molts altres éssers vius. Els predadors estan a l’aguait, esperant que la presa reveli el seu amagatall emetent missatges acústics. Un altre desavantatge d’aquest sistema de comunicació és la poca durada. Un crit d’alarma o d’aparellament s’apaga poc després d’haver estat emès. Potser una femella udoladora arriba a la zona quan ja s’ha extingit el senyal acústic que contenia la informació que un mascle volia aparellar-se. Així doncs, en el cas de la transmissió de missatges acústics, la pregunta decisiva és on són realment l’emissor i el receptor. La demora augmenta a mesura que creix la distància entre tots dos, i això provoca que també s’incrementin les probabilitats que hi hagi interferències en la comunicació. Els sons aguts que fan servir els ocells en el seu concert matutí desapareixen molt ràpidament en el soroll ambiental de l’entorn. Tanmateix, la curta durada dels missatges acústics també els converteix en un mitjà de comunicació molt variable i, per tant, aplicable a situacions d’allò més diferents. Un crit pot servir per atraure una femella, i la següent seqüència de sons pot ser per defensar-se d’un enemic. Entre els ocells i molts mamífers, com ara les balenes, la gran varietat de senyals acústics es presenten en forma de cançons senceres, amb versos, estrofes i melodies.

Per què no hi ha soroll a l’univers

Abordem ara la qüestió de què són realment els missatges acústics i com arriben de l’emissor al receptor. M’agradaria fer-ho a través d’una breu incursió en la història del cinema: a la primera pel·lícula de la saga Star Wars, una estació espacial explota a l’univers enmig d’un gran estrèpit. Potser els espectadors no s’hi capfiquen gaire quan veuen l’escena, però la cosa canvia quan reflexionen basant-se en criteris de la física: el so és una vibració mecànica que es propaga en forma d’ones en un medi elàstic com l’aire, l’aigua o fins i tot en un cos sòlid. A diferència de la llum, el so no és una forma d’energia electromagnètica, sinó el resultat de petites masses que comencen a vibrar i que no cal que siguin sòlides, ja que els gasos i els líquids, com ara l’aigua, també es consideren fonts sonores. Tot i que l’atac amb potents armes làser que obren foc contra la nau espacial segurament la podria fer vibrar, a l’escena de la pel·lícula hi falta un ingredient important: les vibracions mecàniques produeixen canvis en la pressió i la densitat de l’entorn on es troba el que vibra, i només es poden propagar com a ones sonores si disposen d’un medi. Però a l’espai domina el buit i, per tant, hi falta el medi necessari a través del qual les vibracions es podrien expandir com a ones sonores. Si pensem en el model emissor-receptor, la falta d’un medi a l’univers és el motiu pel qual no hi ha cap canal per transmetre-hi missatges acústics.

L’art de donar el to correcte

Quan parlem de so, ens referim a tots els sons, tons o sorolls audibles. Som capaços de sentir fonts sonores amb una freqüència d’ona d’entre 16 i 20.000 hertzs. Què significa això? Un hertz (Hz) és una unitat que mesura el nombre d’oscil·lacions per segon, el que s’anomena freqüència. Si puntegem una corda de guitarra, aquesta comença a oscil·lar. Com més de pressa ho faci, més vibracions per segon es produiran i més agut serà el to que en resulti. Així mateix, parlem de tons quan les oscil·lacions de la font sonora es repeteixen de manera uniforme i periòdica.

Els límits superior i inferior dels sons audibles per als humans no ho abasten tot. Per exemple, hi ha fonts sonores que generen infrasons i emeten en una freqüència inferior a 16 Hz. En canvi, els ultrasons registren una freqüència de més de 20.000 Hz, superior a la nostra màxima audible. Aquests sons extremadament aguts els poden emetre i percebre els ratpenats. Si el nombre d’oscil·lacions és el que determina el to, quan parlem de volum ens referim al valor màxim de l’oscil·lació, a l’amplitud. La velocitat de propagació de les ones sonores depèn de les característiques del medi, com poden ser la temperatura o la densitat. Així, les ones sonores travessen la fusta d’un faig a 3.800 metres per segon, però l’aigua alenteix la velocitat a 1.450 metres per segon, i l’aire amb una temperatura de 0 °C les pot frenar fins a 332 metres per segon. D’altra banda, les dades expressades en decibels (dB) es refereixen a la intensitat amb què un fenomen acústic arriba a l’entorn. Però ja n’hi ha prou de teoria. Ara ens submergirem en una simfonia de sons que només pot compondre la natura. Llàstima que la nostra oïda no ens permeti sentir-ne una bona part!

Per què les arrels de les plantes fan «clic»

Els moviments dels diversos elements que formen una cèl·lula produeixen vibracions mecàniques. Si moltes cèl·lules bellugadisses es troben en una mateixa longitud d’ona i, per tant, en ressonància, i s’ajunten com en un cor, podran generar un volum més alt que soles. Els organismes unicel·lulars com els bacteris utilitzen ones sonores per estimular el creixement de les cèl·lules veïnes. Els científics s’enfronten al repte de fer experiments per esbrinar si els sorolls que provenen dels éssers vius estan realment al servei de la comunicació o només són un subproducte de processos biològics quotidians. A les plantes també hi ha multitud de fonts sonores, com ara el teixit vascular que hi distribueix l’aigua. Algunes plantes, sobretot les que se n’han de sortir amb poca aigua, sovint tenen bombolles d’aire en aquests teixits. Quan les bombolles es desfan, produeixen lleus espetecs. Científics australians i italians van escoltar (i escolten) el misteriós món de les criatures verdes i van buscar proves que demostressin que les plantes també envien missatges acústics per comunicar-se amb altres éssers vius. En van trobar, i van descobrir que les arrels de les plàntules de blat de moro (Zea mays) feien sorolls similars a clics en una freqüència de 220 hertzs. Aquesta freqüència es correspon exactament amb el to de les fonts sonores cap on s’orientaven les arrels durant el creixement de la planta. Sabem des de fa dècades que les plantes reaccionen a ones sonores de diferents tons. Les llavors de cogombre (Cucumis sativus) i d’arròs (Oryza sativa) germinen millor si se les sotmet a freqüències sonores d’uns 50 hertzs. Un cop convertides en petites plantes, les arrels també reaccionen a aquestes freqüències amb un creixement més ràpid. Fins i tot les pesoleres (Pisum sativum) reaccionen al soroll de l’aigua corrent. Són casuals els sons que produeix el blat de moro o són veritables senyals de comunicació? Tant de bo els científics que xiuxiuegen a les plantes puguin presentar-ne més resultats!

Els insectes toquen el violí amb les potes i les ales

Deixem ara de banda les plantes i concentrem-nos en els animals. Igual que en una orquestra clàssica, en el món animal també hi ha tota mena d’instruments per produir sons. El principi és sempre el mateix: les membranes, els tubs o les cordes vibren quan se les colpeja, se les bufa o se les punteja, i aleshores es generen sons. A la natura s’emeten missatges acústics seguint el mateix principi: per exemple, les cordes i l’arc del violí equivalen a les potes i les ales de molts insectes. Les llagostes produeixen el típic carrisqueig amb l’ajuda de l’anomenat òrgan estridulós, que està format pels fèmurs i els èlitres, unes ales dures i coriàcies a l’aparell anterior que serveixen per protegir les ales de l’aparell posterior. El fèmur té forma de serreta a la part interior, amb tota una sèrie contínua de dents. Les nits caloroses d’estiu s’omplen de sons estridents quan els fèmurs de les llagostes freguen els èlitres. Mentre que en aquest cas tant els mascles com les femelles poden produir sons d’aquesta manera, tocar el violí és només cosa de mascles entre els grills. Aquests insectes també tenen un òrgan estridulós, però en el seu cas es troba als èlitres. Amb aquest òrgan, els insectes arriben a emetre ultrasons, és a dir, sons que es propaguen a una freqüència superior als 20.000 hertzs. Cap violinista pot tocar tan ràpid! Amb tot, no cal que els animals tinguin un òrgan estridulós per emetre sons: l’aleteig d’una abella, d’un escarabat o d’un ocell també crea ones sonores. Per exemple, les ales de les espècies de mosquit més petites baten les ales 1.000 vegades per segon i amb això fan diana de ple en el nostre nervi auditiu.

Les granotes formen part de la secció de vents

Les nits càlides d’estiu no s’omplen només de brunzits i xerrics; els raucs de les granotes també es propaguen amb força a través de l’aire. El principi és tan simple com genial, i es pot comparar amb la secció d’instruments de vent d’una orquestra. Vist des de la perspectiva de la física, la llengüeta col·locada a l’embocadura d’un clarinet o d’un fagot fa vibrar la columna d’aire. Les cordes vocals de molts ocells i mamífers compleixen una funció similar: una bufada ben forta fa que les cordes elàstiques vibrin i que l’aire també ho faci. Com més tensades estiguin les cordes, més de pressa vibraran i més agut serà el to que produiran. Les granotes, molt més petites que els ocells i els mamífers, no en tenen prou amb la vibració de les cordes vocals per enviar missatges acústics molt lluny. Una mena de sac bucal els serveix d’amplificador i fa que la crida d’aquests amfibis tingui el volum suficient.

Amb aquest equip de so, una granota verda, vulgar o híbrida mascle pot generar durant l’aparellament un volum sonor d’entre 65 i 90 decibels. Això equival a la pressió sonora que produeix un martell hidràulic. La següent secció de la nostra orquestra també té a veure amb el volum, ja que ara és el torn dels instruments de percussió.

Aranyes i conills de bosc percussionistes

Començarem amb els percussionistes que produeixen sons fent vibrar una membrana. Alguns insectes, com poden ser les cigales i algunes papallones, tenen un òrgan estridulós situat en el primer segment abdominal i compost per unes membranes anomenades timbals. Amb tot, aquests timbals no tenen res a veure amb un tambor, sinó que estan fets d’una matèria natural anomenada quitina. Però, com pot produir sons una cigala amb aquests timbals? Doncs perquè estan enreixats amb una mena de barres que, tot i ser dures, es mouen. Quan els músculs del costat es tensen i es destensen, les barres es comencen a moure i generen sons que semblen clics. A més, les cigales tenen un sac ple d’aire sota l’aparell estridulós que amplifica els sons. Aquests òrgans funcionen més o menys com quan abonyeguem una llauna amb la musculatura de les mans. Quan la deixem anar, la llauna recupera la forma original alhora que fa un cruixit. Les cigales de l’espècie Platypleura capitala en poden produir fins a 390 per segon.

Les aranyes se’n surten sense òrgans estridulosos; aquests invertebrats en tenen prou donant cops a terra amb les vuit potetes. Alguns representants dels heteròpodes utilitzen tot el cos per fer vibrar les fulles de sota, i d’aquesta manera produeixen sons. També hi ha mamífers que fan servir el cos en la comunicació sonora. Els conills en són un exemple, i uns grans especialistes en redoblaments de tambor. Quan s’acosta un perill, comencen a donar cops a terra amb les vigoroses potes del darrere. Les ones sonores que provoquen es propaguen sota terra i són un senyal per avisar els congèneres que no surtin del cau, on estan fora de perill. Les serps de cascavell també es podrien incloure en un lloc destacat de la secció que formen els instruments de percussió. Tenen una estructura d’anells cornis imbricats a la punta de la cua que, quan es freguen, fan el soroll de dringadissa que els fa mereixedors del seu nom.

Els següents músics de l’orquestra de la natura són els caps d’ase (Eutrigla gurnardus). Malgrat que el nom ens faci pensar en animals de càrrega, es tracta de peixos. Els representants d’aquesta família d’animals aquàtics viuen al fons del mar i fan servir diversos instruments per produir uns sons que semblen grunys o un remugueig. A més de fer fregar els opercles de les brànquies, aquests peixos tensen els músculs que els envolten la bufeta natatòria i n’expulsen l’aire. I l’aire provoca ones sonores, un principi en què també es basen altres peixos per produir sons. Els sons generats d’aquesta manera acostumen a ser rítmics, i és aquí on hi ha la informació. La majoria dels peixos no distingeixen gaire bé el volum perquè, pel que fa a la velocitat i a la propagació, les ones sonores es comporten de manera diferent a l’aigua que a terra ferma.

Quedem-nos un moment a l’aigua perquè és on viuen els músics més sorollosos de la natura. O hauria d’haver dit pistolers?

La traca final

La gambeta de pinces grosses (Alpheus heterochaelis), també anomenada pistol schrimpf en anglès o camarón pistola en castellà, viu en aigües tropicals i subtropicals poc profundes. Aquests crustacis no superen els cinc centímetres de longitud, però el xivarri que fan sota l’aigua arriba als 210 decibels enregistrats a un metre de distància, amb la qual cosa es troben gairebé a l’altura dels catxalots en la producció de senyals acústics. Com pot ser que una gambeta generi el mateix soroll que un gran cetaci? El secret rau en una pinça engrossida. Tant en el cas dels mascles com de les femelles, una de les dues pinces és molt més grossa que l’altra i pot arribar a fer 2,5 centímetres de longitud. Una de les dues peces que la componen presenta una depressió en forma de clot, mentre que l’altra recorda una maça. Quan tensen la forta musculatura, la peça en forma de maça es mou a un costat i, en obrir-se, se sotmet a una forta tensió. Aquesta tensió és tan elevada que quan la maça colpeja el clot, a més de l’esclafit que caracteritza aquests crustacis, es genera un raig d’aigua amb molt ímpetu. Tanmateix, l’ona sonora de l’esclafit, comparable a la que provoca l’enlairament d’una nau espacial de la NASA amb rumb a Saturn, no es genera quan les dues peces de la pinça es tanquen. Cal pressió de vapor per produir una ona de xoc tan forta sota l’aigua. Així doncs, la pressió canvia com a conseqüència de l’entrada sobtada d’aigua a la pinça del crustaci, on es forma una bombolla de pressió, també anomenada bombolla de cavitació. La gambeta transforma en vapor a la pinça una quantitat més o menys elevada d’aigua salada. Quan la pressió disminueix, la bombolla de cavitació rebenta i això és el que produeix la impressionant potència acústica de 210 decibels. Els espetecs no serveixen als crustacis només per espedaçar petites preses, com ara cucs o peixos petits. Aquestes gambetes tenen cèl·lules ciliades a les pinces amb ajuda de les quals capten la pressió del raig d’aigua que els seus congèneres generen. Els esclafits són una mena de trets d’advertència per als rivals, ja que els petits crustacis no són gaire primfilats a l’hora de defensar el seu territori. Una pinçada a la closca d’un rival pot tenir conseqüències fatídiques!

La gambeta de pinces grosses (Alpheus heterochaelis) té una pinça més grossa que li permet generar esclafits molt forts sota l’aigua.

EL MÓN DE LES OLORS

Entrem ara al regne dels missatges químics per conèixer la forma de comunicació més antiga a la natura. En aquest fascinant món comunicatiu hi ha osmòfors, secrecions i latrines, i hi trobarem éssers vius que influeixen en la conducta dels seus congèneres alliberant substàncies químiques. Tot i que aquest tipus de missatges són fascinants, encara no se sap ben bé com els éssers vius utilitzen senyals químics de manera selectiva per comunicar-se, i això inclou els éssers humans. O potser vosaltres sabríeu explicar per què en determinades situacions parlem de «tenir nas» i «tenir els nassos plens» o diem que una cosa és «de nassos»?

Missatges químics: els senyals que duren més

L’avantatge de comunicar-se amb senyals químics és que arriben molt lluny. Així doncs, les olors són extraordinàriament adequades per transmetre informació a molta distància. Comparats amb els sonors, els missatges químics són més favorables en termes de producció, i també duren més. Igual que passa amb un perfum, les substàncies odoríferes encara floten a l’aire quan fa hores que l’emissor ha marxat. Tanmateix, no són les més ràpides i els cal temps per arribar al receptor. Com més volàtils siguin, més de pressa se les endurà el vent i més lluny es propagaran a través de canals com l’aire o l’aigua. Els animals i les plantes envien substàncies químiques en forma de secrecions que es produeixen en cèl·lules especials aïllades o en conjunts de cèl·lules anomenats glàndules. Les glàndules poden ser endocrines o exocrines. Les primeres produeixen secrecions que alliberen a l’interior del cos, mentre que les segones produeixen secrecions externes. Un exemple de les darreres serien els tricomes glandulars, una mena de vellositat que cobreix algunes plantes. Ja sigui com a substàncies químiques gasoses, nèctar líquid o resina compacta, les secrecions externes són un important mitjà de comunicació químic. Obre’t, osmòfor! podrien ser les paraules màgiques per accedir a l’aroma de les flors de les orquídies o dels amorfofal·lus. Els osmòfors són unes glàndules especials situades a l’epidermis de les flors, una mena d’ampolletes de perfum, plenes d’una valuosa fragància floral que alliberen al seu voltant. Un cop enviats, els senyals químics busquen un receptor adequat per influir en la seva conducta. Si es tracta d’un interlocutor de la mateixa espècie animal o vegetal, les substàncies químiques alliberades es diuen feromones. Si l’emissor i el receptor no pertanyen a la mateixa espècie, aquestes substàncies s’anomenen al·leloquímics. Les plantes n’emeten amb l’aroma de les flors per atraure insectes que les pol·linitzin.

L’amorfofal·lus gegant (Amorphophallus titanum) té unes glàndules especials anomenades osmòfors a l’epidermis de les flors.

Feromones i comunicació entre congèneres

Quedem-nos en la comunicació entre éssers vius de la mateixa espècie i amb les feromones. Els organismes unicel·lulars també fan servir aquestes substàncies odoríferes per comunicar-se amb éssers vius afins. El Euplotes raikovi, un protozou de la classe dels ciliats, n’és un exemple, i molt comunicatiu, ja que secreta més de cinc tipus de feromones. També en produeixen les algues, els fongs i les plantes multicel·lulars. En aquests casos són el mitjà de comunicació per excel·lència, juntament amb els senyals visuals. La feromona més coneguda en el cas dels insectes és probablement el bombicol. La segreguen els cucs de seda femella (Bombyx mori) quan es volen aparellar, i els serveix per atreure mascles que fins i tot poden estar a quilòmetres de distància. El bombicol és tan eficaç que amb una sola molècula n’hi ha prou per influir en la conducta d’un cuc de seda mascle.

No s’han de confondre les feromones amb les hormones, la diferència entre unes i altres és important: al contrari que les feromones, les hormones són substàncies secretades dintre de l’ésser viu. Així, les hormones sexuals, com poden ser la testosterona o els estrògens, no es produeixen per cridar l’atenció d’un congènere al món exterior. Aquestes substàncies químiques s’encarreguen que els éssers vius de reproducció sexual tinguin ganes d’aparellar-se abans d’enviar feromones per atreure la parella adequada. Quan les hormones sexuals han fet la seva feina a l’interior de l’animal, s’eliminen a través dels excrements o de l’orina. D’aquesta manera surten involuntàriament a córrer món i transmeten informació sobre el propietari al món exterior.

Comunicació amb excrements i orina

Els excrements i l’orina, allò que els humans volem allunyar ràpidament de la nostra vista i enviem sense miraments a l’extens món de les clavegueres, són el mitjà de comunicació principal a la natura de molts éssers vius. Aquests residus líquids i sòlids, subproductes del metabolisme, són les vies de comunicació més barates i personals que fan servir sobretot els mamífers per enviar missatges. Així, alguns estudis sobre els conills de bosc o els teixons han demostrat que els excrements i l’orina contenen substàncies odoríferes amb informació personal sobre l’edat, el sexe o la disposició a aparellar-se de l’individu. Entre d’altres causes, la culpa d’aquesta filtració de dades són les substàncies odoríferes individuals que es produeixen en diverses glàndules i es barregen amb els excrements o amb l’orina. El color, l’olor i el volum de la matèria excretada també donen informació sobre l’estat de salut del propietari. L’orina és el producte final de la neteja de la sang que fan els ronyons en els vertebrats. Els ronyons funcionen com un filtre que allibera la sang de tot el que no ha de ser al cos, com ara cèl·lules sanguínies velles o substàncies tòxiques. Així doncs, l’orina està formada per productes de rebuig del cos diluïts en aigua, que passen dels ronyons a l’urèter a través de petits conductes i finalment s’acumulen a la bufeta. Quan s’hi ha acumulat una quantitat determinada d’orina, s’activen uns sensors de pressió que fan que l’animal hagi de fer les seves necessitats urgentment. Els ronyons també són els responsables de l’equilibri hídric corporal, i l’orina expel·lida serà més o menys aigualida depenent del nivell de l’aigua. D’altra banda, els excrements són el producte final de l’aparell gastrointestinal i es componen, entre altres coses, de cèl·lules de la mucosa intestinal i residus dels aliments ingerits, així com de bacteris intestinals i els productes resultants de la fermentació i la descomposició que provoquen. Una bona digestió seria com un viatge per autopista, amb via lliure i sense pols ni gasos contaminants pudents, i també és un símptoma de salut física per als humans.

Latrines: necessitats comunicatives?

En el cas de molts mamífers que viuen en grup, com ara els teixons, els conills o els micos, els excrements i l’orina tenen un paper tan important en la comunicació que no fan les seves necessitats a la babalà ni a qualsevol lloc. L’ús regular i repetitiu d’un mateix indret per part dels congèneres acaba creant muntanyes de residus. Aquests punts de trobada on dipositen els excrements i l’orina es diuen latrines i tenen dos avantatges decisius des del punt de vista de les tècniques comunicatives: són molt visibles i s’hi concentren substàncies odoríferes d’altres congèneres. Aquests llocs de comunicació per a molts mamífers no són gaire silenciosos, i en certa manera compleixen la mateixa funció que les nostres xarxes socials. Per exemple, els conills de bosc intercanvien informació dintre del grup sobre qui busca parella o quin mascle o quina femella ocupa una posició de més rang. Si els excrements encara són frescos, això vol dir que algú altre hi acaba d’anar i encara és molt a la vora. L’associació d’elements visuals i olors reforça la fiabilitat de les latrines com a mitjà de comunicació: com més sovint s’utilitzen, més es recalquen els dos factors. Potser això servirà per consolar una mica els qui recullen excrements de gos: podria ser molt pitjor! Les gaseles, els rinoceronts i els antílops nord-africans fan servir latrines que poden arribar a tenir uns quants metres de diàmetre.