El Buceo de los Animales Marinos

          La foca de Weddell, Leptonychotes weddellii, captura todo su alimento bajo el agua, pero depende por completo de la atmósfera para obtener oxígeno. A primera vista, parece una de las criaturas fisiológicamente más improbables que puedan imaginarse. No solo es incapaz de respirar mientras caza, sino que posee un gran tamaño, oscilando su peso desde los 400 Kg a los 500 Kg, es homeoterma, carnívora estricta y debe enfrentarse al frío durante toda su vida. Vive en todas las estaciones del año en la fría Antártida, transportada sobre la superficie de bloques de hielo o buceando en el agua del mar a una temperatura media de -2º C, en la cual va a capturar peces, crustáceos, calamares,…          

 A pesar de la aparente inverosimilitud de este tipo de animales, el número de individuos y de especies que existen son un indudable indicador del éxito ecológico y evolutivo que poseen. Los primeros exploradores polares, como el capitán escocés James Weddell, llevaron noticias por todo el mundo de la llamativa cantidad que existe de estos grandes y hermosos mamíferos. En la actualidad existen, aproximadamente, casi un millón de focas de Weddell. 

 Focas de Weddell

Estas grandes focas viven solamente en la Antártica, donde obtienen todo su alimento por medio del buceo. Con frecuencia realizan y mantienen agujeros en el hielo de manera que puedan tener acceso a sus dos hábitats: el agua para alimentarse y el aire para respirar         

En el mundo existen más de 30 especies de focas y leones marinos, más de 70 de ballenas y delfines y otras especies de mamíferos marinos que bucean, como nutrias marinas y vacas marinas. Todas descienden de animales terrestres y es probable que todas ellas hayan sido atraídas al mar por la abundancia de alimentos. Pero así como nosotros no desarrollaron medios para obtener oxígeno del agua, por lo que han permanecido atadas al modo de respiración de sus ancestros.          

El buceo de los mamíferos marinos fue sometido a estudios serios por los fisiólogos por primera vez alrededor de 1930. Desde el principio, los estudios fisiológicos se centraron en dos cuestiones básicas:

q      ¿Cómo hacen los animales que son estrictamente dependientes de la atmósfera para obtener su oxígeno y para satisfacer sus demandas metabólicas de energía durante largos períodos bajo el agua? 

q      ¿Cómo hacen los mamíferos que bucean para enfrentarse a las altas presiones que encuentran en las profundidades?  

1. CONDUCTA Y LOGROS DEL BUCEO         

Los logros del buceo de las focas y las ballenas se han apreciado de manera limitada por varios siglos. Por ejemplo, durante la épica de los cazadores de ballenas, cuya crónica más famosa es la novela «Moby – Dick», los balleneros se asombraban de las profundidades que podían alcanzar las ballenas heridas. En ocasiones, un cachalote debía darse por perdido después de sumergirse tan profundamente como dos líneas completas de arpón, cada una de 370 metros. Cuando comenzó la investigación del buceo animal existían pocas técnicas para el estudio del movimiento libre de los animales en su ambiente salvaje, por lo que las primeras investigaciones se llevaron a cabo en bañeras y piscinas. Hacia 1970, sin embargo, los científicos innovadores comenzaron a aprovechar las ventajas de la revolución de la tecnología para monitorizar la conducta de buceo de los animales en libertad y descubrieron que los hechos a veces son más extraños que la ficción. Hay mamíferos que se mantienen voluntariamente bajo el agua, conteniendo su respiración, durante dos horas y otros alcanzan profundidades que los hacen dejar la atmósfera, que es su fuente de O₂ obligada, a 1600 metros de distancia.         

Las focas de Weddell demostraron que son excelentes ejemplares para muchos de los primeros estudios acerca de las conductas de buceo en libertad, porque en aquellos tiempos los únicos dispositivos disponibles para obtener datos acerca de la duración y de las profundidades alcanzadas eran instrumentos innovadores pero primitivos, que podían almacenar cantidades relativamente pequeñas de información al encontrarse adosados al cuerpo de estos animales, siendo necesario, por tanto, para obtener la información recuperar los instrumentos utilizados para el estudio.     Al vivir sobre el hielo, las focas de Weddell deben tener acceso al agua para alimentarse, por lo que realizan y mantienen agujeros en el hielo. Después de sumergirse a través de un agujero, la foca finalmente debe retornar para respirar, al mismo agujero o a otro. Gerald Kooyman y sus colaboradores aprovecharon esta característica, ya que adherían grabadores de datos a focas de Weddell en libertad y luego permitían que hicieran su vida habitual por varios días, para luego buscarlas en alguno de sus agujeros de respiración y retirar el grabador. Por medio de este método pudieron, por primera vez en todas las especies, describir la duración y la profundidad de cientos y miles de buceos voluntarios.CLa revelación más sorprendente de los primeros estudios fue que las focas de Weddell, en ocasiones, se mantienen sumergidas voluntariamente por más de una hora. Ahora sabemos que, de forma ocasional, ¡pueden estar sumergidas hasta 80 minutos! De igual importancia, sin embargo, fue el hallazgo de que la gran mayoría de los buceos de las focas de Weddell son considerablemente más cortos que esas duraciones máximas: la más de las veces se prolongan durante unos 20 o 25 minutos.

La mayoría de los buceos duran de 20 a 25 minutos, o menos… …pero algunos pueden prolongarse durante una hora o, incluso, más tiempo.

 Duración de los buceos de las focas de Weddell en libertad

Cada barra vertical muestra el porcentaje de buceos por rango de duración

La mayoría de los buceos son mucho más cortos que la duración máxima de la que es capaz la especie 

Más del 70% de los buceos son a 200 metros de profundidad o menos… … pero algunas focas, en ocasiones, bucean casi hasta los 600 metros de profundidad.

Profundidad de los buceos en las focas de Weddell en libertad

Cada barra vertical muestra el porcentaje de buceos por fango de profundidad

La mayoría de los buceos son sustancialmente más superficiales que la profundidad máxima de la que es capaz la especie                 

Al igual que con la duración, las profundidades de buceo en la mayoría de los casos son considerablemente menores que el máximo que puede alcanzar la especie. En raras ocasiones, una foca de Weddell desciende a casi 600 metros, pero pocos buceos superan los 400 metros y la mayoría son de 200 metros o menos. Mientras bucean, las focas están sometidas en ocasiones a presiones físicas extraordinarias. Una regla práctica muy útil es que la presión del agua aumenta alrededor de una atmósfera (101 kPa) por cada diez metros de profundidad, por lo que una foca que se sumerge a unos 400 metros de profundidad, se somete voluntariamente a unas 40 atmósferas de presión hidrostática.         

La tecnología ha avanzado hasta el punto de que hoy día los datos se pueden transmitir por radio desde los mamíferos marinos vivos y captarse a escala global por receptores satelitales. Con esta tecnología recientemente se completó un notable estudio en los elefantes marinos del Ártico (Mirounga angustirostris) que se crían en una famosa colonia en Año Nuevo, California (cerca de San Francisco). Los animales de ambos sexos pasan la mayor parte de sus vidas en el mar, visitando la tierra en dos ocasiones por año: para el apareamiento, la muda y, en el caso de las hembras, para la crianza. Entre estas visitas a la tierra realizan largas migraciones oceánicas, con frecuencia a través de la mitad del ancho del océano Pacífico, durante las cuales se alimentan de forma intensiva. Las longitudes y las latitudes de cada individuo durante su migración se pueden seguir con la tecnología de radio y satélite. Para monitorizar el tiempo y la profundidad de los buceos todavía se usan, en ocasiones, los instrumentos que almacenan datos, en lugar de los transmisores. Los modernos instrumentos de almacenamiento digital tienen una cantidad de memoria tan prodigiosa que pueden archivar el buceo de una foca en todo momento durante varios meses. De esta forma, cuando el instrumento se recupera, se puede relacionar todo su viaje migratorio con las latitudes y las longitudes en el océano. 

 Elefantes marinos del Ártico

Mirounga angustirostris         

 Los mamíferos marinos no tienen capacidades uniformes de buceo. Los grupos mayores, como la focas verdaderas (fócidos), las focas de piel y las ballenas, tienen diferentes historias filogenéticas y, dentro de cada grupo, las especies de han diversificado. La foca de Weddell, el elefante marino y la foca franjeada (Phoca fasciata) son los buceadores más eficientes, habiéndose observado el tiempo más largo de buceo voluntario, dos horas, en un elefante marino antártico. Asimismo, los cachalotes (Physeter catodon)  también se encuentran entre los buceadores más eficientes. En ocasiones, permanecen sumergidos durante 60 a 70 minutos cuando bucean libremente y se sabe que se han mantenido bajo el agua hasta 90 minutos después de ser arponeados. Algunos cachalotes en libertad se han detectado por el sónar a 1140 metros de profundidad.         

El extremo opuesto de la eficiencia en el buceo se observa en algunas focas de piel, como el oso marino ártico (Callorhinus ursinus). Basados en los registros de más de 3000 buceos, las focas de piel árticas no se sumergen más de 8 minutos o a profundidades mayores de 260 metros. A pesar de las amplias variaciones entre las especies en las capacidades de buceos extremos, todas las especies de este tipo de mamíferos, al igual que los pájaros, parecen cumplir con tres importantes normales generales: 

q      La duración de la mayoría de los buceos es sustancialmente menor que la duración máxima de la que es capaz cada especie. 

q      La mayoría de los buceos son muyo más superficiales que los máximos de profundidad alcanzados por la especies. 

q      Los buceos de máxima duración y profundidad, aunque importantes y asombrosos, son excepcionales. 

 

 Focas de piel

Callorhinus ursinus         

 Para poner las capacidades de los mamíferos marinos en perspectiva, resulta instructivo observar las de un mamífero terrestre representativo, el Homo sapiens. Los humanos buceadores, entrenados a contener la respiración, en general se limitan a tres minutos de sumersión en reposo y a alrededor de 90 segundos si están nadando. Los «ama» de Corea y Japón se ganan la vida buceando para buscas ostras y algas marinas. Sus capacidades son similares a las de otras personas que emplean la contención de la respiración como su forma de vida, tales como los buceadores de esponjas y perlas marinas. Los «ama» que bucean en aguas profundas recibe  asistencia durante el descenso y el ascenso para aumentar al máximo su tiempo en el fondo del mar. Llevan pesos para ayudar al descenso y son jalados desde la superficie con una soga, accionada por un asistente en el bote. Suelen mantenerse sumergidos de 60 a 80 segundos y alcanzar profundidades de 15 a 25 metros. Descansan sólo un minuto entre cada buceo, por que en promedio realizan 30 buceos por hora. Los registros extremos en los humanos durante buceos con contención de la respiración los alcanzan los buceadores de competición. Los poseedores de lar marcas máximas en el mundo alcanzaron profundidades de más de 100 metros, con asistencia durante el descenso y el ascenso, con un tiempo total de unos 3,5 minutos. Buceos de esta duración y profundidad sólo pueden levarlos a cabo personas excepcionales y, aún para ellas, son peligrosos. Sin embargo, estos buceos resultan insignificantes y comunes para el promedio de los individuos de muchas especies de mamíferos marinos.