Buscando el secreto del canto de los pájaros

1999/11/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Si nos sumergiésemos en cualquiera de las enciclopedias de los años 70 en busca de una respuesta, poco sacaríamos limpio. Aunque parezca mentira, no es una década la que los biólogos son capaces de dar explicaciones adecuadas sobre el mecanismo del canto de los pájaros. En los últimos años los investigadores han conseguido cantar con los pájaros parando el pico y con un endoscopio de fibra óptica en la garganta, incluso en la atmósfera de helio. Han medido su respiración y analizado la actividad de los músculos de la garganta con el resultado de que los pájaros capaces de cantar tienen una característica común, dos cajas de voz. Gracias a ello son capaces de hacer dos cosas a la vez, por ejemplo, un dueto consigo mismo. Sin embargo, todavía hay muchas preguntas en el aire, como por ejemplo cómo los pájaros pueden cantar tan alto.

La explicación de esta escasez de información se encuentra en el órgano de voz de los pájaros, el siring. En los mamíferos la laringe está unida a la nariz, lo que facilita el trabajo de los investigadores, pero el siring de los pájaros está bien guardado en el cuerpo. Los pájaros no respiran como los mamíferos. Al igual que los fuelles, disponen de bolsas de aire que impulsan el aire a través de los pulmones; y rodeadas por una de estas bolsas, entre una mataza muscular circundante, se encuentra el siringe en forma de nueces. Por encima tendría el tamaño de un guisante pequeño. ¡Comprensibles, por tanto, dificultades para analizarla!

Los investigadores también han visto que las aves que no tienen capacidad de cantar, como el pato, el pollo o los loros, tienen el siringe en la tráquea, justo antes de que éste se ramifique en los bronquios que van a los pulmones. Por el contrario, las aves con capacidad de cantar, como los chisbos, las aletas o los gorriones, tienen una doble estructura más baja, que abarca los dos bronquios.

Aprovechando la duplicidad

La ubicación del siringe ha impedido su observación durante años. En consecuencia, los investigadores han tenido que utilizar aproximaciones indirectas, como el corte de un músculo y su influencia en el canto del pájaro. Métodos bastante resistentes. Sin embargo, en 1990, Roderick Suthers, fisiólogo de la Universidad Indiana de Bloomington, intentó una aproximación nueva y más suave: la implantación mediante cirugía de una pequeña herramienta para medir el flujo de aire en los bronquios de los pájaros. Así, cuando unos días más tarde los pájaros retomaron el canto, Roderick Suthers era capaz de saber de qué tubos procedían los pájaros. Ensayos similares realizados desde entonces han demostrado que los pájaros, gracias al doblaje del siring, tienen varios trucos para crear canciones complejas.

Algunos son capaces de formar auténticos duetos, utilizando ambas voces al mismo tiempo. En uno de los tubos del siringe pueden crear una nota creciente, mientras que en el otro producen una bajada, formando así canciones muy armónicas. Otros utilizan alternativamente ambos tubos. De esta forma lanzarán una nota tras otra, de forma rápida y continuada. Muchos pájaros utilizan los dos tubos del siring como un altavoz. La izquierda está formada en notas bajas y la derecha en notas altas. El cardenal, por ejemplo, produce una nota que sube suavemente de un kilohercilla a siete, y que pasa a la derecha por el tubo izquierdo a unos 3,5 kilohercios. Sin embargo, no existen grandes diferencias dimensionales ni estructurales entre los dos tubos del siring. Al parecer, la clave de esta habilidad radica en las distintas fuerzas ejercidas a cada lado.

Suthers hizo un curioso descubrimiento en el uso que los canarios han dado a la duplicidad del siringe: a la vez que respiran por la derecha cantan por la izquierda. Las dos bolsas pulmonares de los pájaros están unidas entre sí, por lo que, aunque respiren por una sola cara, pueden llenar de aire las dos bolsas pulmonares. Esta división del trabajo permite a los canarios lanzar secuencias de canciones largas de 30 "sílabas" seguidas, pero también crear segmentos sonoros cortos por segundo. Y para que no queden sin aire, tras cada "sílaba" hacen una rápida inspiración. El objetivo es conseguir velocidad en el canto. ¿Y por qué? Pues bien, hay estudios recientes en los que las hembras de canario prefieren los machos capaces de cantar rápido.

De los pájaros a los humanos

A pesar de que los científicos han empezado a comprender el uso que hacen los pájaros del siring, todavía no saben nada de cómo crear sonidos. Dos han sido las principales teorías durante años. Según uno, los pájaros producirían sonidos haciendo pasar el aire a través de un estrechamiento del siringe. La otra teoría sostiene que los sonidos proceden de la vibración de una membrana en forma de tímpano perpendicular a los tubos del siringe. Hace un par de años, sin embargo, Franz Goller, de la Universidad de Utah, y Ole Larsen, de la Universidad Odense de Dinamarca, hicieron un descubrimiento inesperado. Metiendo el endoscopio de fibra óptica en la garganta de un pájaro, en el momento en que el pájaro cantaba, consiguieron observar el siringe. La conclusión es que el siring trabaja de forma muy similar al aparato vocal del ser humano. Durante el canto, los músculos de la garganta colocan dos pliegues de tela pesados, los labios exteriores e interiores, en la vía del aire y los somete a vibración durante el paso de los aires, al igual que ocurre con las cuerdas vocales en la garganta humana. Además, a pesar de quitar la membrana en forma de tímpano del siring, supuestamente origen del sonido, vieron que la influencia en el canto del pájaro era muy pequeña.

Michale Fe, en una investigación realizada con posterioridad utilizando una especie de cámara, obtuvo un resultado diferente: el único grupo de tejidos vibraba con dicha membrana. En este estudio, sin embargo, no se estudió ningún pájaro vivo, sino el siringe extraído de un txonta. Siringe con tensión muscular normal. El equipo de Lucent Technologies' Bell Laboratories de Fee en Nueva Jersey también hizo otra observación. Parece que a veces el siring del pájaro trabaja de forma automática. En el canto de la txonta hay momentos en los que la canción pasa de una melodía limpia a un estruendo bullicioso en la vuelta de ida y vuelta. El siringe extraído de Fe mostraba las mismas transiciones cuando se hacía circular el aire a velocidad creciente a través de los tubos. Esto sugiere que algunas de las riquezas del canto del txonta pueden ser el resultado de simples cambios en el flujo aéreo y no de operaciones complejas en el cerebro.

Pero como el siringe es fuente sonora, la garganta y la boca del pájaro tienen mucho que ver en el canto que llegará a nuestros oídos. Las resonancias generadas en estos dos medios pueden alterar drásticamente el sonido inicial. Este efecto también es evidente en la voz humana. Y es que gracias a las gargantas, las bocas y los dientes formamos vocales y consonantes. Estos intermediarios son, a su vez, una de las principales causas de desigualdad de timbres en la que la propia voz es única. Por los mismos motivos, al hablar en la atmósfera de helio, tendremos un tono de voz más alto de lo habitual. Al ser el helio más ligero que el aire, transporta el sonido más rápido y destaca en la boca resonancias de tono más alto de lo normal, aunque la frecuencia de vibración en las cuerdas vocales varía poco de un medio a otro.

A los pájaros les pasa algo parecido. Hace diez años el etólogo Stephen Nowiki puso a los pájaros de nueve familias diferentes en una atmósfera enriquecida con helio y grabó su canción. En todos los casos recogió tonos de alta frecuencia, como cantos de pichón, que no aparecían cuando los pájaros cantaban en la atmósfera aérea. En base a estos resultados postuló que el techo del pico actúa como filtro. Se trata de un espacio que permite crear melodías relativamente puras amplificando los sonidos producidos por el siringe. Pero teniendo en cuenta que en el canto de muchos pájaros abundan los saltos de una octava a otra, tienen que adaptar el filtro constantemente para crear la melodía adecuada en cada momento. Analizando el canto de los gorriones, los investigadores se dieron cuenta de que éstos abren más el pico al lanzar notas altas, ya que consiguen reducir el estrangulamiento y crear resonancia más frecuente.

En estudios posteriores, el equipo de Nowiki analizó cómo serían los sonidos producidos manteniendo abierto el pico de los gorriones hasta una medida fija. Para ello, durante unos días y en unos breves instantes, ponían el pico a los gorros, hasta que los pájaros tuvieron el pico en esa posición y pudieron empezar a cantar. En las canciones así recogidas aparecían con más frecuencia los tonos altos que de otra manera.

El equipo de Nowiki también analizó cómo llegan los gorriones a usar de forma conjunta el siring, la garganta y el pico. En los primeros pasos, los pájaros jóvenes aprenden a llevar adecuadamente la melodía y el ritmo de las notas, y al final, a componer notas puras utilizando la integridad del aparato vocal.

Todas estas investigaciones aparentemente totalmente académicas adquieren una nueva dimensión en la medida en que el sistema de voz de los pájaros es similar al de los seres humanos. Michale Fe cree que podríamos aprender sobre el aparato vocal humano analizando el siring del pájaro. Según sus argumentos, si los intentos de representación artificial de la voz humana han fracasado, es porque no conocemos bien el aparato vocal, al menos en parte.

El Sr. Fee esté recto o equivocado, al menos la próxima vez que vayas al monte, estad atentos a lo que dice el oído. Quizá seas capaz de distinguir a jóvenes desconocidos txolarre de dónde están cantando.