Un caso de evolución convergente con el oído de los vertebrados: el oído del Saltamontes

En el número 452 de la Revista Investigación y Ciencia, de mayo de 2014, aparece un interesante artículo sobre la evolución convergente de los vertebrados y de los insectos.

Se ha descubierto que ambos han desarrollado un mecanismo semejante para poder recibir los sonidos del mundo que los rodea. Ofrecen un claro ejemplo de convergencia evolutiva, en la que dos organismos no emparentados filogenéticamente han resuelto los problemas de la audición mediante mecanismos semejantes.

El oído en los primeros vertebrados y peces fue, originalmente, un órgano del equilibrio (función que aún conserva) pero con una serie de modificaciones que permiten percibir vibraciones del exterior, trasmitidas por el agua, en cierto modo, una manera de oír.

En los anfibios, el oído posee ya una caja de resonancia adecuada, porque la audición en el aire requiere un sistema de audición más sensible que en el agua, y la simple transmisión por los huesos del cráneo no sería suficiente. En los reptiles se mejora esta estructura de los anfibios, interviniendo en la audición dos pequeños huesecillos, el articular y el cuadrado, que forman a su vez parte de la articulación de la mandíbula con el cráneo.

Por último, el desarrollo de la estructura del oído medio se hace más completo en las aves y mamíferos. Para el registro del sonido, en el oído interno se desarrollaría, a partir del utrículo, un apéndice que fue creciendo progresivamente hasta formar el caracol o cóclea, como lo demuestra el desarrollo en el embrión. En los saltamontes, el oído se aloja en la tibia de las patas delanteras, donde existe una pequeña zona redondeada llamada tímpano, y aunque esto ya se sabía con anterioridad, ahora mediante microtomografías de rayos x, se ha descubierto que existe un tubo de aire (tráquea acústica) que comunica con el sistema respiratorio, hasta el espiráculo torácico (por donde entra aire al interior del cuerpo del insecto), y que donde termina la tráquea acústica existe una pequeña bolsa de líquido, donde se transmiten las vibraciones sonoras (la vesícula auditiva).

En esta vesícula auditiva existe una formación alargada triangular, donde se sitúan las células sensoriales de la audición, que se estimulan según la frecuencia del sonido, como si fueran las teclas de un piano (tonotópicas), de manera similar a la cóclea del oído humano. En el sitio más cercano a donde entran las ondas de presión sonora es más estrecho y rígido y ahí se descomponen las frecuencias más altas, sin embargo, en el sitio más alejado, más ancho y flexible entran en resonancia las frecuencias graves.

Además, se ha descubierto por vibrometría láser, (basada en el efecto Doppler), que junto al tímpano en la tibia del saltamontes, existe una pequeña placa de queratina, acoplada a la vesícula ótica que vibra en fase opuesta al tímpano, amplificando la onda. Otro ejemplo de cómo se ha solucionado el problema del paso de un medio áereo a otro líquido, semejante a la función de la cadena de huesecillos.