Descubren que la comunicación química entre seres vivos cumple la ley lingüística de la brevedad

Pez payaso y anémona, ejemplo de comunicación aleloquímica, que se da entre especies distintas
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El pez payaso ('amphiprion pajareros') es atraído por la anémona ('heteractis magnifica') en una relación simbiótica, un ejemplo de comunicación aleloquímica, que se da entre especies diferentes

Un estudio reciente demuestra que las sustancias químicas que utilizan los seres vivos para comunicarse cumplen la ley lingüística de la brevedad: al igual que en el lenguaje humano las palabras más cortas son las que se utilizan más, los infoquímicos más frecuentes en los ecosistemas tienden a ser cadenas de carbono más cortas. El estudio se ha llevado a cabo con la participación del investigador de la UPC Antoni Hernández-Fernández y avanza en el conocimiento de la comunicación química entre las especies del planeta.

28/07/2022

La mayor parte de la comunicación entre seres vivos se realiza mediante sustancias químicas. Sin embargo, las leyes que rigen estos canales químicos de comunicación siguen siendo, en gran medida, un misterio. En el artículo 'Compression principle and Zipf’s Law of brevity in infochemical communication', publicado en la revista científica Biology Letters, Antoni Hernández-Fernández, investigador del Laboratorio de Algoritmia Relacional, Complejidad y Aprendizaje (LARCA) de la Universitat Politècnica Catalunya · BarcelonaTech (UPC), e Iván González Torre, investigador de la Universidad del País Vasco y de la Universidad Politécnica de Madrid, han explorado por primera vez en la comunicación química una de las leyes lingüísticas más conocidas: la ley de brevedad de Zipf.

La ley de brevedad de Zipf, o simplemente ley de brevedad, es la tendencia estadística que hace que las palabras más frecuentes, las más utilizadas, sean las más cortas. Constatada en las lenguas humanas, ¿se cumple también esta ley en las sustancias que se utilizan en la comunicación química, en los llamados infoquímicos o semioquímicos? Para dar respuesta a esta pregunta, los investigadores han analizado la base de datos Pherobase y han constatado que en general sí es así: los infoquímicos más frecuentes en los ecosistemas, presentes en mayor número de especies, tienden a ser cadenas de carbono más cortas. Ahora bien, existe una excepción notable cuando se agrupan los infoquímicos según su función: las feromonas.

Las feromonas son las sustancias químicas que se utilizan en la comunicación entre miembros de una misma especie, que pueden contraponerse a los aleloquímicos o sustancias que se utilizan en la comunicación entre diferentes especies, con funciones diversas en los ecosistemas. Un mismo infoquímico puede tener diferentes funciones, es decir, puede ser utilizado como feromona por una especie, al tiempo que, por ejemplo, ser un atrayente para otras (cosa habitual para los depredadores de esta especie).

Según el estudio de Hernández-Fernández y González Torre, las feromonas, estadísticamente, no cumplen la ley de brevedad. Este hecho podría tener varias explicaciones, según los investigadores: "Una es la necesidad de aumentar la complejidad de la sustancia y su longitud, al comunicarnos con nuestra propia especie, como por ejemplo para que sea más difícil para un depredador interceptar esta señal y, por tanto, devorarnos". Además, señalan González Torre y Hernández-Fernández, "que las feromonas no sean estadísticamente breves podría apoyar indirectamente la hipótesis del Handicap, enunciada clásicamente por Amotz Zahavi, por lo que los organismos podrían tender al derroche energético en las señales químicas como estrategia de alarde reproductivo".

Estas explicaciones quedan pendientes de trabajos futuros que corroboren los resultados de este estudio pionero, según los autores, que señalan que "son necesarios análisis concretos de los canales químicos de ecosistemas específicos, ya que los datos de Pherobase mezclan ecosistemas diversos y permiten sólo dar una perspectiva general".

La comunicación química en la Tierra sigue siendo un campo de estudio misterioso, más aún en otros planetas. Los autores destacan que "corroborar la presencia de infoquímicos en las atmósferas de planetas lejanos podría ser una evidencia indirecta de la existencia de vida en esos mundos".

Sustancias implicadas en la comunicación química

En el campo de la comunicación química se puede diferenciar entre las feromonas, o sustancias que utiliza una especie en la comunicación entre sus miembros, como los atrayentes sexuales que utilizan muchos seres vivos en período reproductivo, y los aleloquímicos, que son sustancias que intervienen en la comunicación entre especies distintas.

Los aleloquímicos pueden dividirse en diferentes tipos de sustancias, según su función. Así, los atrayentes son sustancias químicas de entrada no emitidas por las especies implicadas, pero que pueden atraer a emisor y receptor, como ocurre con muchas sustancias que sintetizamos los humanos. Cuando un aleloquímico es bueno solo para el emisor se habla de una alomona, como es el caso de los infoquímicos que emiten las plantas carnívoras antes de capturar a sus presas. Cuando la sustancia solo es buena para el receptor, se habla de kairomonas, como es el caso de las sustancias terpenoides que emiten los pinos y que atraen a los escarabajos del pino, que perjudican al árbol. Por último, las sinomonas son sustancias atrayentes que se emiten en relaciones simbióticas, beneficiosas para ambas especies, como ocurre en la relación existente entre el pez payaso y la anémona de mar.

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