jueves, 19 de octubre de 2017
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El duelo de Samborombón

Jan Hemmi y Daniel Tomsic son biólogos y especialistas en crustáceos. Uno de ellos los estudia en Australia, y el otro en la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires, en la Argentina. Durante un tiempo mantuvieron discrepancias en los resultados de sus investigaciones, pero un encuentro en Punta Rasa, donde el Río de la Plata se mezcla con el mar atlántico, zanjó la diferencia.

Por Cecilia Draghi

 

(Nexciencia) Cita en Bahía de Samborombón, provincia de Buenos Aires. Mañana soleada con persistente brisa costera que lleva y trae el sonido de las aves. A lo lejos, dos hombres aparecen en el horizonte. No son turistas, aunque están haciendo un viaje distinto de placer: el del conocimiento. En verdad, es un encuentro entre dos biólogos para dirimir ciertas discrepancias que han mantenido por años en los resultados de sus investigaciones. Es algo así como un duelo de caballeros científicos en el barro de la costa, tapizada de miles y miles de cangrejos que rápidamente corren para abrirles paso. Precisamente, el comportamiento de estos pequeños crustáceos, ahora a sus pies, es lo que motiva algunas diferencias.

Más de diez mil kilómetros voló el doctor Jan Hemmi, desde Australia, invitado por su colega argentino Daniel Tomsic, para despejar las divergencias en las conclusiones disímiles en sus estudios, que habían mantenido, en cierto modo, inquietos a ambos.

Un cangrejal en la lejana Sudamérica con un desafío a resolver resultaba un plan irresistible para Hemmi, quien en Oceanía se dedica a investigar el comportamiento de los cangrejos violinistas, llamados así porque en los machos una de sus pinzas o “quelas” es de mucho mayor tamaño que la otra y dan la apariencia de estar ejecutando ese instrumento musical, aunque en su caso no sea usado para producir sonidos sino fundamentalmente como atributo de atracción sexual. En cambio, la otra pinza es mucho más chica y sirve para alimentarse, al igual que el par que portan las hembras.

Cangrejos violinistas más pequeños a los australianos habitan también en Samborombón, junto con otras especies, como el más robusto cangrejo Neohelice granulata que estudia Tomsic. Este último no llama la atención por sus tenazas, pues ambas son de igual tamaño. En tanto, el color pardo oscuro de su caparazón contrasta con el de sus pinzas blancas, con algunos tonos anaranjados y hasta rosáceos.

Desde hace treinta años, Tomsic sigue de cerca a estas pequeñas criaturas que entran en la palma de una mano, y las conoce literalmente por dentro. Coloca electrodos en su cerebro para indagar cómo funciona, mientras le presenta al animal imágenes de peligros que lo acechan y evalúa su reacción. Él estudia qué parámetros de la información visual de un objeto que se acerca amenazante son los que el animal toma en consideración para decidir cuándo, con qué velocidad y hacia dónde escapar. Y cómo esa información es procesada en el cerebro para organizar y ejecutar la huida. Si el crustáceo huye de la escena riesgosa por el lado izquierdo o derecho no es un acto azaroso, sino que responde a un sutil mecanismo del que participan dieciséis neuronas sensibles a movimientos en diferentes partes del campo visual del animal, que fueron identificadas por él y su equipo de investigadores luego de años de estudio en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (CONICET-Exactas-UBA).

De la decisión correcta del cangrejo para escapar dependerá su vida o su muerte. Y conocer cómo se implementan tales decisiones fascina a Tomsic. “Esos animales con sus pequeños cerebros efectúan cómputos complejos, y nos interesa entender cómo los realizan. Si podemos comprender –sugiere– cuáles son los principios computacionales que operan en ese cerebro, tal vez el día de mañana podamos utilizar esos principios de cómputos en sistemas artificiales”. Es lo que los ingenieros llaman “Robots biológicamente inspirados”.

Mientras Tomsic pasa sus días tomando nota, observando y analizando a los cangrejos en su laboratorio en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires; Hemmi estudia a estos crustáceos en los pantanos de Australia, y también los somete a pruebas para evaluar sus respuestas. Suizo de nacimiento, él está desde hace varias décadas radicado en Oceanía, donde trabajó en la Universidad de Canberra y, más recientemente, se encuentra en School of Animal Biology & Oceans Institute, de la Universidad de Western Australia.

Campaña de Daniel Tomsic y Jan Hemmi a Punta Rasa.

 

 

Ambos comparten su pasión por el conocimiento, se respetan mutuamente y saben de la seriedad del trabajo del otro. Por eso, esos resultados encontrados les llamaban la atención. ¿Por qué la huida del cangrejo ante un peligro visual ocurría tanto antes para Hemmi, de lo que registraba Tomsic? “En la ciencia bien entendida, las discrepancias son fuentes de enriquecimiento”, sostiene Tomsic, premiado con el Ted Bullock Anual Award de la Sociedad Internacional de Neuroetología en 2011.

Ellos se conocían por leerse sus investigaciones en las revistas científicas, y por participar, ambos, en distintos congresos de la especialidad en diferentes puntos del mundo. Cuando se encontraban en algunas de estas reuniones académicas siempre se planteaban por qué podían tener esas diferencias de resultados. Hasta que una oportunidad surge para resolverlas y Tomsic no la desaprovecha. “Organicé junto a mi colega la Dra. Lidia Szczupak tres escuelas latinoamericanas para estudiantes de posgrado en las que invitábamos a profesores de Estados Unidos, Europa y de otros países del mundo. Entonces, –relata– aproveché para convocarlo a Hemmi a dar clases, y a que hiciéramos juntos experimentos de campo con su metodología para intentar aclarar las diferencias de nuestros resultados”.

Hemmi, no dudó. “Sí, sí”, aceptó entusiasmado.

 

Rumbo a Punta Rasa

Cuando Tomsic fue a buscar a Hemmi al Aeropuerto de Ezeiza, luego de su arribo a Buenos Aires, desde Australia, pensó si le entraría en el auto todo lo que su colega había acarreado como equipaje. “La primera vez que vino se trajo todo: sus cámaras, unas varillas de hierro pesadas para montarlas. Vino con bastante fierro”, sonríe.

Punta Rasa sería el set de filmación; y miles, miles de cangrejos las estrellas durante tres días de grabación. Ubicada en el extremo sur de la Bahía de Samborombón, justo donde termina esa gran “C” o especie de mordiscón en el mapa de la provincia de Buenos Aires, está este espacio agreste, declarado reserva natural e incorporada a la lista de Humedales de Importancia Internacional en 1997.

Hacia allí, partieron ambos en el coche de Tomsic, y mientras los dos avanzaban en los casi 300 kilómetros que separan a Capital Federal de Punta Rasa, iban ajustando los últimos detalles de lo que sería la primera campaña de una lista de tres. “Íbamos a trabajar con la especie (Neohelice granulata) que yo estudio en el laboratorio, pero ahora lo haríamos en su hábitat natural, empleando la metodología que Hemmi utiliza en Australia para estudiar a los cangrejos violinistas”, precisa Tomsic.

Si bien no requiere una 4 x 4, el camino de ingreso a la reserva –que dista 17 kilómetros de San Clemente del Tuyú– es de tierra y se inunda. Es más, si las mareas son superiores a 1,5 metros se puede quedar aislado. Pero nada de eso sucedió, los dos biólogos llegaron cargados con toda la parafernalia de equipos para realizar los experimentos en medio de los barriales, junto con botas, sandwiches, protector solar, repelente y todas las dudas por resolver.

¿Cuándo inicia el cangrejo la huida ante un peligro? Los parámetros de la imagen del objeto amenazante que el animal tomaba en consideración para decidir escapar era una de las diferencias entre ambos. Para Tomsic, el parámetro crítico era el aumento del tamaño de la imagen (a medida que se acercaba al animal); en tanto, para Hemmi, era la velocidad a la que se movía la imagen

¿Cuáles serían los motivos que daban lugar a las discrepancias?

Quizás porque se trataban de distintas especies …

Quizás porque las mediciones en el laboratorio son más precisas…

Quizás porque en la naturaleza no se puede estimular al animal como en el laboratorio…

Quizás porque en su ambiente natural el cangrejo actúa distinto que en el laboratorio…

Quizás, quizás.

Allí estaban ambos con sus torbellinos de interrogantes, en Punta Rasa. Justo en el límite exterior del Río de la Plata, el punto exacto donde se mezclan sus aguas con las del Océano Atlántico. Juntos, hundiéndose en el fango de la costa, instalando el instrumental. “Las cámaras van montadas en un tubo largo de acero inoxidable pesado y alto. Eso se entierra en el barro, tratando de no pisar el área de filmación. Cada dos horas, las movemos y grabamos en otra zona. Luego volvemos a mudarnos a otro sitio, y así todo el día. La idea es cambiar de lugar para no tener siempre en foco el mismo número de animales”, describe Tomsic.

Estas horas de filmación llevarán luego meses de trabajo porque “hay mucho que medir y analizar”. Los experimentos consisten en registrar las respuestas de los animales ante estímulos visuales controlados por los investigadores. Simulan el ataque de una gaviota –el estímulo de peligro–, con una esfera que se acerca al sector de filmación traccionada por un hilo de nylon tendido entre las roldanas de tres varillas de acero dispuestas en triángulo, uno de cuyos lados pasa por debajo de las cámaras de grabación. Los científicos controlan la velocidad, la altura y otros parámetros, mientras filman la respuesta de los animales. Cómo responden a este riesgo era una cuestión a evaluar para dirimir el dilema planteado.

“Los cangrejos, con cada ojo, ven 360° alrededor. No son sensibles a objetos estáticos. Si uno queda quieto, ellos te ignoran. Detectan el movimiento”, indica Tomsic. En el laboratorio, colocan al animal sobre una esfera de telgopor que flota en el agua, “donde registramos el inicio, la velocidad y la dirección hacia donde corre. Es –compara– como una cinta de gimnasio. Y lo ponemos frente a monitores de computadoras con imágenes de objetos que se acercan, los cuales interpreta como una amenaza y medimos cómo responde ante el peligro de ataque o colisión”. En aproximadamente cien milisegundos (una décima de segundo), el cangrejo evalúa el peligro y decide si su mejor estrategia es permanecer inmóvil o huir, calculando hacia dónde y a qué velocidad.

Hemmi, en sus estudios de campo encontraba que “los animales respondían escapando cuando el objeto estaba más lejos, es decir antes. En cambio, en el laboratorio esto ocurría cuando la amenaza la tenían más cerca, casi encima, o sea más tarde”, compara Tomsic.

Juntos y en estrecha cooperación, ambos prepararon todo para probar el experimento de amenaza en el cangrejal y saber a ciencia cierta qué pasaba. “Hay dos posiciones. Están quienes piensan que en ciencia se avanza más por competencia, y quienes piensan que se avanza por colaboración. Y esto, a veces está ligado al área de investigación. Si se compite por el descubrimiento de una droga para curar una enfermedad, hay más intereses y conspiraciones, conflictos de poder y ciertamente, ocultamientos. Cuando se investiga en temas básicos, el placer del descubrimiento se puede y suele compartir sin tantas reservas”, reflexiona.

 

Objeto del objeto de estudio

Este pequeño animal, objeto de estudio, vive elevado unos pocos centímetros de altura por encima de la costa bonaerense. “En un ambiente plano, los cangrejos suelen tener los ojos más elevados y juntos, lo que les permite ver más lejos”, destaca Tomsic. Con sus cuatro pares de patas caminan en todas las direcciones, pero corren más velozmente de costado, “por eso su agudeza visual es mayor en la parte lateral del ojo”, agrega.

La mirada del cangrejo es desentrañada en el laboratorio de Tomsic, con sensores intracelulares que en tiempo real indican qué les pasa a las neuronas del cerebro del crustáceo mientras es sometido a distintos experimentos. Esta es una de las ventajas por las cuales es elegido como objeto de estudio. “Para hacer ese registro en un ratón se le debe cortar la piel, abrirle el cráneo y tenerlo anestesiado para que no se mueva. En el cangrejo como tiene el caparazón tan duro, solo se toma con una pinza. Luego, se hace una mínima perforación en el caparazón y ya se puede bajar con el electrodo al cerebro para registrar la actividad de las neuronas frente a los estímulos. Sin interferir en forma dramática en ellos, se puede estudiar cómo procesan la información. No es lo mismo hacer experimentos en animales disecados o anestesiados, que en animales perfectamente enteros y despiertos”, destaca.

Además, agrega Tomsic, “los cangrejos viven en un mundo plano y se mueven en dos dimensiones, lo cual simplifica el análisis”, suma a la lista de ventajas de su objeto de estudio. Pero él y todo el grupo de trabajo también son objeto de estudio para la antropóloga Luana Ferroni, quien analiza la relación de los científicos con su animal de trabajo. Ella los acompañó en varias de las salidas a “pescar” o buscar cangrejos para llevarlos al Laboratorio de Neurobiología de la Memoria y, luego de su estudio, los devuelven a su mundo costero. “Desde hace 25 años, cada quince días hacemos viajes para recolectar animales y traerlos al laboratorio”, historia Tomsic, quien ha participado de ellos desde entonces. “Los traemos con cuidado, los mantenemos nosotros, a diferencia del ratón de laboratorio que se compra”, narra.

Esa mirada del animal que estudia, en cierto modo lo ha cautivado. “El cangrejo –dice– tiene algo peculiar que genera empatía. Si uno se mueve a su derredor parece que siempre te estuviera prestando atención. Es que en sus ojos, que ven 360°, tienen una manchita negra conocida como pseudopupila que gira hacia donde vos estés. En realidad, se trata solamente de un efecto óptico, pero genera una sensación de que el animal está siempre siguiéndote atentamente con su mirada”.

 

Desafío a prueba

En ese estuario, los dos biólogos disfrutan del paisaje, del sonido del agua y de las cientos de aves, muchas de ellas migratorias, que descansan en Punta Rasa para continuar su viaje de miles de kilómetros. Como arenas movedizas, los cangrejos no paran con sus andanzas de aquí para allá, saliendo de su cueva y volviendo a guarecerse en ella.

Ambos científicos no se distraen de su desafío pendiente. “Hicimos los experimentos, la verdad es que la especie de aquí se comportaba casi igual a la estudiada en Australia, en líneas generales. No era un tema de diferencias entre especies, ni de precisión en las mediciones de laboratorio y el campo, sino que el animal en su ambiente natural se comporta algo distinto a como lo hace en el laboratorio”, subraya Tomsic.

¿Por qué ante la detección del estímulo que hacen pasar sobre sus cabezas simulando una amenaza, el cangrejo responde rápidamente y huye ni bien lo ve a lo lejos? “Porque en el cangrejal, el animal tiene su cueva para refugiarse, entonces rápidamente recurre a la estrategia de tratar de escaparse. Aquí en el laboratorio, como el animal no cuenta con ningún refugio disponible, lo que hace es permanecer por más tiempo en una estrategia de inmovilización, de pasar desapercibido, porque moverse o escaparse lo pone en evidencia”, desarrolla Tomsic. Sólo huye cuando la amenaza la tiene mucho más cerca, es decir más tardíamente.

“El que estaba equivocado era yo. En verdad, pensaba que las diferencias con mi colega se debían a que sus estudios a campo, los estímulos y las mediciones no podían controlarse de la forma precisa en que yo lo hacía en mis experimentos de laboratorio. Para mí fue una gran lección”, revela Tomsic, como buen caballero de la ciencia. “Siempre fui muy consciente de que el mundo real es aquel (el cangrejal) y no el laboratorio. Pero nunca pensé que me iba a encontrar con una respuesta tan clara y contundente a las diferencias. Lo interesante es que no solo resolvimos el origen de las diferencias que habíamos observado, sino que además encontramos su interpretación biológica”, añade, sin dejar de resaltar que este hallazgo no quita valor a los resultados que a diario se obtienen en el laboratorio.

Ahora, ambos ya llevan publicados varios trabajos o papers en revistas científicas destacando la importancia de combinar el estudio del comportamiento con trabajos en el campo y en el laboratorio. Aunque el intercambio continúa, Tomsic no consiguió que Hemmi tome mate. Pero él en su visita a Australia ya probó carne de canguro, consumida habitualmente por los aborígenes. “Una dificultad que siempre tuve y tengo con Hemmi es su inglés. Si bien hace 20 años vive en Australia, con esposa e hijos australianos, su pronunciación suiza es tan dura que me cuesta entenderlo a pesar de las muchas horas de campañas compartidas”, remarca Tomsic. Sin embargo, la comunicación académica entre ellos es intensa, y cuando ambos pueden, comparten los mismos viajes de placer, el del conocimiento; y se encuentran en algún cangrejal para desempantanar la ciencia hasta el próximo dilema.

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