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Un equipo de científicos ha confirmado que muchos animales separados por millones de años de evolución se comunican con ritmos de entre 0,5 y 4 Hz, una coincidencia que podría estar relacionada con la manera en que sus cerebros procesan las señales.
La pista apareció casi por accidente. Durante una expedición en Tailandia, investigadores de la Universidad Northwestern observaron que unas luciérnagas parpadeaban mientras los grillos cercanos parecían cantar prácticamente al mismo compás: ambos rondaban los 2,4 ciclos por segundo. No estaban verdaderamente sincronizados, pero aquella semejanza abrió una pregunta mucho mayor: ¿y si buena parte de la naturaleza hubiera convergido hacia un mismo “tempo” para comunicarse?
Publicado en PLOS Biology, el trabajo amplió la búsqueda a insectos, crustáceos, anfibios, peces, aves y mamíferos. El resultado apunta a una especie de “zona caliente” entre 0,5 y 4 Hz, un intervalo que aparece una y otra vez pese a las enormes diferencias de tamaño, hábitat, anatomía y forma de emitir las señales. Y hay un detalle especialmente intrigante: esa misma franja coincide con ritmos lentos presentes en la actividad cerebral.
Un compás que aparece desde una luciérnaga hasta un primate
Los autores no estudiaron cualquier sonido animal. Se concentraron en señales isócronas, es decir, eventos que se repiten con intervalos aproximadamente regulares, como los golpes de un metrónomo. Esto permite comparar fenómenos tan diferentes como un destello luminoso, una llamada acústica o determinados movimientos corporales utilizando una misma medida: cuántas veces ocurre la señal cada segundo.
Cuando reunieron ejemplos procedentes de trabajos científicos previos, apareció una regularidad inesperada. Animales que difieren en hasta 8 órdenes de magnitud de masa corporal utilizaban con frecuencia tempos comprendidos entre 0,5 y 4 Hz. Allí figuraban luciérnagas, grillos, crustáceos, ranas, aves, peces, simios, humanos y leones marinos. La coincidencia atravesaba incluso los sentidos: algunas especies se comunicaban mediante sonido; otras, mediante luz o movimiento.
Pero los investigadores eran conscientes de un problema: podrían haber seleccionado, sin pretenderlo, ejemplos que encajaran demasiado bien con la hipótesis. Para reducir ese riesgo recurrieron también a xeno-canto, una gran base de datos de sonidos de fauna salvaje, y escogieron aleatoriamente 50 señales isócronas pertenecientes a aves, murciélagos, ranas, saltamontes y mamíferos terrestres.
La distribución volvió a señalar hacia el mismo territorio temporal. El máximo se situaba aproximadamente alrededor de los 3 Hz, y la mediana observada alcanzaba 3,45 Hz. Para llegar a esas 50 muestras válidas tuvieron que examinar 124 grabaciones. El patrón, por tanto, no dependía únicamente de los ejemplos elegidos inicialmente por los autores.
Pero aquí comienza el verdadero misterio. Un grillo y un primate no producen señales con los mismos músculos, ni poseen el mismo tamaño, ni viven sometidos a las mismas presiones ambientales. Entonces, ¿por qué tantos organismos distintos parecen reunirse en una franja temporal relativamente estrecha?
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El canto rítmico de los grillos forma parte de las señales animales que han llevado a los científicos a preguntarse si la naturaleza comparte un “tempo” de comunicación.
El cerebro podría ser el metrónomo oculto
Una posibilidad evidente sería que el cuerpo impusiera ese ritmo. Sin embargo, los autores consideran difícil explicar toda la coincidencia mediante restricciones mecánicas porque los sistemas utilizados para generar las señales son extraordinariamente distintos. Además, muchas de esas especies pueden producir estímulos más rápidos y, naturalmente, también podrían espaciarlos mucho más.
La explicación propuesta cambia entonces de protagonista: en lugar de mirar al animal que envía la señal, mira al que la recibe. Todos esos receptores, por diferentes que sean, terminan procesando la información mediante neuronas. Quizá la evolución haya favorecido señales que se encuentran dentro de una ventana temporal especialmente fácil de detectar y procesar para pequeños circuitos neuronales.
La franja de 0,5 a 4 Hz coincide además con la denominada banda delta en neurociencia. Esto no significa que una luciérnaga, una rana y una persona posean cerebros equivalentes, ni que sus señales activen exactamente los mismos mecanismos. La hipótesis es más sutil: ciertas propiedades biofísicas elementales de las neuronas podrían imponer escalas temporales semejantes incluso en sistemas nerviosos muy diferentes.
Para comprobar si esa idea era físicamente plausible, los científicos construyeron modelos computacionales de pequeños circuitos formados por cinco osciladores neuronales. Probaron 1.665 configuraciones diferentes de conexión y analizaron cómo respondían cuando recibían una señal periódica externa. En la mayoría de las topologías, el circuito podía dejarse arrastrar por el estímulo sin necesitar una arquitectura extraordinariamente afinada.
El modelo mostró además una propiedad decisiva: la respuesta era máxima cuando el ritmo externo se acercaba a la frecuencia natural del propio circuito. Esa resonancia proporciona un mecanismo teórico capaz de explicar por qué una señal situada en determinada franja temporal podría resultar especialmente eficaz para capturar la actividad coordinada de las neuronas receptoras.
Dicho de otra forma: quizá muchos animales no hayan convergido hacia ese tempo porque resulte sencillo producirlo, sino porque resulta ventajoso escucharlo, verlo o percibirlo.
De los grillos a nosotros: una pista sobre el origen del ritmo
La idea tiene una consecuencia fascinante para nuestra propia especie. Un tempo de 2 Hz equivale aproximadamente a 120 pulsaciones por minuto, una velocidad extraordinariamente familiar en la música humana. Tradicionalmente se ha relacionado nuestra preferencia por tempos cercanos a esa cifra con movimientos corporales como caminar, pero el nuevo estudio plantea que la explicación podría hundir sus raíces mucho más profundamente en la evolución de los sistemas nerviosos.
Ya existían pistas compatibles con esa posibilidad. Experimentos con ratas mostraron que estos animales pueden sincronizar espontáneamente movimientos con pulsos musicales y que determinadas respuestas neuronales son especialmente intensas alrededor de los 2 Hz, un resultado citado por los autores como apoyo a la hipótesis de una ventana temporal privilegiada.
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También sabemos que las fronteras rítmicas entre especies pueden influir en la comunicación cotidiana. Un estudio de PLOS Biology sobre perros y humanos encontró que los perros vocalizan aproximadamente a 2 emisiones por segundo, mientras que el habla humana dirigida a adultos ronda las 4 sílabas por segundo. Cuando hablamos a nuestros perros, reducimos espontáneamente el ritmo hacia unos 3 Hz, como si buscáramos un terreno temporal intermedio que resulte más accesible para ambos.
Eso no demuestra la existencia de un “idioma universal de la naturaleza”. El trabajo de Amichay, Balasubramanian y Abrams es exploratorio, su recopilación no es exhaustiva y existen especies cuyos tempos quedan claramente fuera de los 0,5–4 Hz. Los propios investigadores reconocen posibles sesgos tanto en la literatura disponible como en nuestra capacidad humana para detectar determinadas señales.
Lo extraordinario, por tanto, no es imaginar que un grillo pueda conversar con una luciérnaga. Es algo quizá más profundo: que cerebros y sistemas nerviosos separados por vastas distancias evolutivas puedan compartir una ventana temporal especialmente favorable para recibir información. Si futuros experimentos demuestran que esa resonancia neuronal ha moldeado realmente la evolución de las señales, el pulso de la comunicación animal podría revelar una regla biológica que hasta ahora permanecía escondida a plena vista.