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Canibalismo… y otras formas de interacción galáctica

Por Mariano Moles y Mar Gulis (CSIC)*

Las galaxias son sistemas de estrellas, gas y polvo encerrados en un enorme halo de materia oscura. La mayoría de ellas forman sistemas múltiples en los que viven y evolucionan. De hecho, es complicado encontrar galaxias verdaderamente aisladas, es decir, que hayan evolucionado fuera de la influencia de otras, al menos durante los últimos dos mil millones de años. La interacción de las galaxias con otras del entorno, aun si esta no es violenta ni destructiva, juega un papel esencial en sus propiedades.

Vamos a considerar tres situaciones que nos permiten visualizar, brevemente, lo que puede significar esta interacción gravitatoria para la evolución de las galaxias.

Interacción secular

En las regiones externas de los cúmulos de galaxias o de grupos dispersos, la interacción entre galaxias no es en general violenta sino que va actuando a lo largo del tiempo, produciendo transformaciones paulatinas. Incluso las galaxias que están en situación de interacción suave presentan propiedades claramente distintas a las de las galaxias aisladas en las masas, los tamaños e incluso los colores fotométricos. Las galaxias aisladas son más pequeñas, menos masivas y más azuladas.

Galaxy Cluster Abell 1689. Los cúmulos de galaxias, en tanto que entidades gobernadas por la interacción gravitatoria, son lugares ideales para estudiar la evolución de las galaxias bajo los efectos de esa interacción. / hubblesite

Galaxy Cluster Abell 1689. Los cúmulos de galaxias, en tanto que entidades gobernadas por la interacción gravitatoria, son lugares ideales para estudiar la evolución de las galaxias bajo los efectos de esa interacción. / hubblesite

Choques de galaxias

Aunque no es muy frecuente, en los cúmulos también se producen agrupamientos y hasta colisiones destructivas de galaxias. Esto suele ocurrir en las etapas iniciales de la formación de la parte central del cúmulo. Pero hay casos, como el de la galaxia IC 1182, en los que la colisión de dos galaxias se produce en etapas posteriores.

¿Qué sucede en estas colisiones galácticas? Sabemos que las estrellas por su lado y la materia oscura por el suyo solo responden a las fuerzas gravitatorias. Además, lo que podríamos llamar gas de estrellas, es decir, el conjunto de todas las estrellas con sus velocidades respectivas, es de muy baja densidad. En efecto, la distancia media entre dos estrellas es más de un millón de veces superior al tamaño medio de estas. De modo que la probabilidad de colisión entre estrellas de una galaxia es, por lo general, muy baja.

Cuando dos galaxias colisionan, sus respectivos gases de estrellas pueden pasar uno a través del otro casi inalterados salvo por efectos de larga escala cuando una de ellas es capturada por otra y empieza a orbitar en espiral a su alrededor. Entonces pueden producirse largas colas o apéndices que se extienden a gran distancia de la galaxia y que evidencian la interacción. También el gas puede ser arrancado del cuerpo de la galaxia y formar apéndices y estructuras de gran escala. Magníficas muestras de esos procesos son la galaxia que se denomina, por su forma, del renacuajo (Tadpole Galaxy), catalogada como NGC 4676; y la galaxia llamada de los ratones (Mice Galaxy).

La galaxia IC 1182 está ya en una fase avanzada del proceso de fusión. La larga cola de marea atestigua la violencia del choque. / eso

La galaxia IC 1182 está en una fase avanzada del proceso de fusión. La larga cola de marea atestigua la violencia del choque. / eso.org

Por otra parte, la interacción violenta altera fuertemente el ritmo de formación estelar de una galaxia y provoca una aceleración notable de su evolución. Quizá uno de los ejemplos más espectaculares de este proceso es el que puede apreciarse en la galaxia de las Antenas. La extensión total abarcada por las dos antenas es de casi cuatro veces la dimensión de nuestra Galaxia (Vía Láctea). En la zona central capturada por el telescopio espacial Hubble se observa una intensísima formación estelar, con más de 1.000 cúmulos jóvenes de estrellas.

El resultado final de esas grandes colisiones es una única galaxia de forma esferoidal, relajada y exhausta, evolucionando tranquilamente a medida que sus estrellas jóvenes desaparecen y las demás van envejeciendo. A veces ocurre que las colisiones no sólo dan lugar a nuevas estrellas, sino también a nuevas galaxias que se van construyendo en las colas de marea o en los aledaños de la zona más directamente afectada por la interacción. Estas galaxias, llamadas enanas de marea, por producirse en esas situaciones, se han detectado en el apéndice de IC1182 o en las colas producidas en el Quinteto de Stephan.

Canibalismo galáctico

Cuando una de las galaxias que interaccionan es mucho mayor que la otra puede ocurrir que la segunda acabe siendo engullida por la primera, sin que se produzcan los fenómenos que acabamos de ilustrar, propios de colisiones entre dos galaxias más o menos similares. Los signos de este canibalismo galáctico son mucho menos espectaculares y difíciles de detectar. Por eso el estudio de este fenómeno y su importancia para la evolución de las galaxias es reciente.

Simulación por ordenador del proceso de canibalismo: una galaxia enana está siendo desorganizada para ser luego engullida por una galaxia como la Vía Láctea. / astro.virginia.edu

Simulación por ordenador del proceso de canibalismo: una galaxia enana está siendo desorganizada para ser luego engullida por una galaxia como la Vía Láctea. / astro.virginia.edu

En nuestro Grupo Local de galaxias hay tan solo tres masivas: Andrómeda, la Vía Láctea y M33 (mucho menos masiva que las otras dos), mientras que existen cerca de 50 galaxias enanas, poco masivas, pequeñas, meros satélites de las dominantes. A lo largo de la evolución del sistema puede ocurrir que una de esas galaxias sea atrapada definitivamente por una de las masivas y acabe siendo tragada por ella. Las estrellas de la galaxia canibalizada van a constituir una corriente estelar en la galaxia grande, que solo con muy sofisticados medios se puede detectar, medir y caracterizar. Aunque de momento solo podemos conjeturarlo, ese parece ser el caso de la galaxia enana Sagitario, que podría estar siendo engullida por nuestra galaxia.

 

* Este texto está basado en contenidos del libro de la colección ¿Qué sabemos de? (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) ‘El jardín de las galaxias’, escrito por Mariano Moles.

‘Octopus vulgaris’ y otros caníbales sexuales

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Otopus vulgaris practicando canibalismo en el medio natural / Manuel E. Garci

Por Mar Gulis (CSIC)

En noviembre del año pasado el proyecto Cefaparques, liderado por el investigador del CSIC Ángel Guerra, constató por primera vez la existencia de canibalismo sexual en pulpos. Este comportamiento permite a las hembras de Octopus vulgaris obtener un aporte extra de energía para sobrevivir en el periodo de cuidado de sus crías, fase que dura cuatro meses en la que no comen nada y necesitan vivir de sus propias reservas.

El canibalismo es un comportamiento bastante extendido en el reino animal y que ha podido ser documentado en algunas especies de arácnidos, insectos y anfípodos, dándose también entre gastrópodos y copépodos. Esta práctica, particularmente común en numerosas familias de arañas y escorpiones, llega a tener efectos significativos en el tamaño y la distribución relativa de géneros en una población. Por lo general se trata de una conducta que beneficia a la hembra, pues aumenta su éxito reproductivo.

Hembra adulta de Lycosa hispanica, en la Sierra de Chinchilla (Albacete). Autor: Guillermo García-Saúco

Hembra de Lycosa hispanica, en la Sierra de Chinchilla (Albacete) / Guillermo García-Saúco

Recientemente un grupo de investigación en el que ha participado la Estación Experimental de Zonas Áridas del CSIC, en Almería, ha estudiado el canibalismo sexual en la tarántula mediterránea (Lycosa hispanica). Su reproducción es la habitual en las arañas: el apareamiento y la fecundación no ocurren a la vez, sino que las hembras almacenan el esperma en su interior hasta que los huevos están listos para ser fecundados.

Según los resultados de este estudio, un tercio de las hembras de la tarántula mediterránea se alimentan del macho en lugar de aparearse con él, una vez que tienen esperma almacenado de un encuentro anterior. Esta práctica, que es más frecuente cuanto mayor es el número de machos disponibles, les aporta importantes beneficios biológicos, ya que tienen más descendencia y de mayor calidad que las que sólo se alimentan de presas.

El estudio ha resultado sorprendente, pues casi todos los datos anteriores procedían de experimentos de laboratorio, que no siempre reflejan de manera fiable el comportamiento en libertad. En esta ocasión, los investigadores han trabajado con animales dentro de parcelas controladas en zonas semidesérticas de Almería, que es el hábitat natural de la especie. Los científicos barajan la hipótesis de que la escasa disponibilidad de alimento en estas zonas propicia este tipo de comportamiento.

araña de espalda roja

Araña de espalda roja (Latrodectus hasselti) / Doug Beckers

Otro caso curioso es el de la araña de espalda roja (Latrodectus hasselti). En esta especie se ha observado que el macho llega incluso a sacrificarse buscando la muerte, dando unas lentas volteretas hasta quedar en una postura en la que a la hembra le resulta fácil comérselo. Debido a los ataques que sufren por parte de sus parejas sexuales, los machos de esta especie de araña tienen una expectativa de vida de apenas 7 meses, mientras que las hembras llegan a vivir 2 o 3 años.

Este tipo de canibalismo se sumaría a otros en los que los machos se comen a la descendencia de un anterior progenitor o en los que unas crías se comen a otras. Como siempre, la naturaleza no deja de sorprendernos y una práctica que nos puede resultar violenta y difícil de comprender resulta efectiva y de gran ayuda para la supervivencia o mantenimiento de determinadas especies.

¿Hay realmente ahora más medusas en el mar que antes?

Por Mar Gulis

En los últimos años la llegada de medusas a las costas mediterráneas españolas ha generado cierta alarma entre la sociedad y también ha despertado el interés de la comunidad científica. Aunque el sentir general es que cada vez hay más medusas en nuestras costas, los científicos no pueden afirmarlo con certeza debido sobre todo a la falta de datos a largo plazo. Sin embargo, es una realidad que cada verano cerca de dos millones de bañistas sufren picaduras de medusa. Además, la situación ha empeorado en los últimos años debido a la llegada de nuevas especies.

Aunque aún no haya datos concluyentes sobre el aumento de las proliferaciones de medusas, los investigadores del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM) se atreven a formular alguna hipótesis. Los enjambres de medusas son arrastrados hacia las playas por las corrientes superficiales generadas por los vientos (de mar a tierra). Si el agua costera tiene una temperatura (y por tanto una densidad) distinta a la de mar abierto, las corrientes superficiales encuentran grandes dificultades en arrastrar los enjambres de medusas hacia la costa. Pero cuando las aguas presentan una temperatura muy similar, las corrientes las arrastran en pocos días. Uno de los factores climáticos que mencionan son los inviernos suaves y cortos (cada vez más frecuentes), que dan lugar a una menor emisión al mar de agua dulce y fría. Otro factor, que requiere estudios más detallados, es el progresivo calentamiento global, que podría agudizar la frecuencia de inviernos más suaves y más cortos. Sin embargo, los factores climáticos, aunque son importantes, no explican por sí solos la llegada a las playas mediterráneas de gran cantidad de medusas y de zooplancton gelatinoso.

Entre las causas más defendidas por algunos científicos está la disminución drástica de los grandes depredadores de medusas: tortugas y algunos peces como los atunes. Las poblaciones de estos organismos se han visto reducidas enormemente en las costas mediterráneas debido a su pesca indiscriminada. Otros animales que se alimentan de medusas son las aves marinas, pero su incidencia es menor.

Además, las medusas ejercen de forma natural un control sobre sus poblaciones. Entre ellas no es extraño el canibalismo cuando les falta otro tipo de presas para su alimentación. Pero, aparentemente, en las zonas de máxima abundancia de medusas en el Mediterráneo hay suficiente zooplancton como para no necesitar comerse las unas a las otras.

Medusas del Mediterráneo

Especies de medusas comunes en el Mediterráneo.

 

Las más frecuentes y temidas del Mediterráneo

Se calcula que en las costas mediterráneas hay alrededor de 300 de las 4.000 especies que existen en el planeta. Entre las frecuentes y urticantes destaca la medusa luminiscente (Pelagia noctiluca). Es de color rosado rojizo, su umbrela (esa especie de ‘bolsa’ tan característica) puede alcanzar un diámetro de 20 cm y sus ocho tentáculos marginales llegan a medir hasta dos metros de longitud. La superficie de la umbrela está cubierta de verrugas marrones.

Entre las medusas que abundan en las costas mediterráneas españolas también se encuentran Rhizostoma pulmo y Cotylorhiza tuberculata. Rhizostoma pulmo o acalefo azul es una de las medusas más grandes de nuestras costas y es algo urticante. En cuanto a Cotylorhiza tuberculata es conocida como huevo frito por su forma y color; es poco urticante y tiene preferencia por las aguas cálidas.

La temida carabela portuguesa (Physalia physalis) es una colonia flotante formada por individuos con una cámara llena de gas de color transparente-violeta y una vela en la parte superior muy reconocible. La parte sumergida está formada por tentáculos azules finos y largos que pueden alcanzar hasta 20 metros. Es nativa del océano Atlántico y poco frecuente en las costas mediterráneas españolas, pero cuando las visita, causa alarma. Está clasificada como muy urticante: posee un veneno potente con propiedades neurotóxicas, cardiotóxicas y citotóxicas (que afectan a las células). El contacto puede producir escozor y dolor intenso, y en algunos casos reacciones sistémicas. En la zona de contacto suele aparecer una línea de bultos blancos ovalados en el centro y un margen rojo. Algunos efectos generales aunque poco comunes incluyen temblores, diarrea, vómitos y convulsiones.

Temidas y comunes

De izquierda a derecha, medusa luminiscente (Pelagia noctiluca), acalefo azul (Rhizostoma pulmo), ‘huevo frito’ (Cotylorhiza tuberculata) y carabela portuguesa (Physalia physalis). / ICM

Con el objetivo de determinar la evolución de la masificación de las medusas y predecir su proliferación, el CSIC creó en 2008 el Proyecto Medusa, que actualmente se enmarca en otros dos grandes proyectos europeos (MED-JellyRisk y Cubomed). Como los investigadores no pueden llegar a todos los puntos del mar, han pedido ayuda a la sociedad a través del proyecto Observadores del mar, del que hablamos la semana pasada en este blog. Dentro del portal web, que agrupa varios proyectos de ciencia ciudadana, se encuentra el proyecto Alerta Medusa. En esta página, cualquier persona puede informar de las medusas que haya visto, aportando el mayor número de datos posible (fecha, lugar, especie si se identifica, fotografías). Como dicen los investigadores del proyecto, ¡todo avistamiento cuenta!

 

Si quieres más ciencia para llevar sobre medusas, descárgate la guía de identificación de estos animales y los protocolos de actuación elaborados por el ICM. El proyecto de ciencia ciudadana Observadores del mar cuenta con el apoyo económico de la FECYT.