Del grillo al ser humano: millones de años de evolución han impuesto un mismo ritmo a los animales

Los luciérnagas, los grillos, las aves, los peces, los primates y la música humana pueden obedecer ritmos sorprendentemente similares. Dos grupos independientes de investigadores hallaron que las señales de animales completamente distintos a menudo se concentran en un rango de aproximadamente 0,5 a 4 Hz, o de 30 a 240 repeticiones por minuto. Los científicos aún no llaman a ese rango una ley universal de la naturaleza, pero suponen que su origen podría estar relacionado con la forma en que el sistema nervioso recibe y procesa la información.

La primera pista la obtuvieron en el verano de 2022 en los manglares de Tailandia. Durante la filmación de las luciérnagas Pteroptyx malaccae, conocidas por sus destellos sincronizados, los investigadores escucharon a grillos cercanos. La luz y el sonido parecían sincronizados, sin embargo análisis posteriores mostraron ausencia de sincronización real. Ambos tipos de señal tenían una frecuencia de alrededor de 2,4 Hz, y la diferencia entre sus tempos era de solo alrededor del 10%.

La coincidencia motivó a los científicos a ampliar la búsqueda. En trabajos publicados se encontraron ritmos similares en insectos, crustáceos, anfibios, aves, peces y mamíferos, incluidos simios y humanos. El tamaño de los animales en los ejemplos recopilados variaba aproximadamente ocho órdenes de magnitud, y para comunicarse se emplearon mecanismos completamente distintos: sonido, luz y movimiento. A pesar de las diferencias, un gran número de señales volvía a situarse en el rango de 0,5 a 4 Hz.

Los investigadores verificaron el resultado por separado con grabaciones del archivo de audio de vida silvestre. Revisaron 124 grabaciones de aves, saltamontes, murciélagos, ranas y mamíferos terrestres, para obtener diez especies con señales suficientemente regulares en cada uno de los cinco grupos. La muestra final incluyó 50 ejemplos únicos, y sus ritmos volvieron a situarse mayoritariamente dentro del mismo rango de frecuencias.

El hallazgo adquiere más interés por el sentido del ritmo humano. Gran parte de la música popular occidental se sitúa alrededor de 120 pulsos por minuto, es decir, aproximadamente 2 Hz, y estudios sobre la percepción y reproducción del ritmo musical en humanos suelen encontrar un rango preferido de aproximadamente 85 a 120 pulsos por minuto. Tal coincidencia no significa que la música, las luciérnagas y los cantos de aves tengan un origen común, pero muestra que la percepción humana opera en la misma escala temporal.

Los autores del primer estudio propusieron buscar la explicación no en los órganos que generan la señal, sino en el organismo receptor. El órgano luminoso de la luciérnaga, las alas del insecto y el aparato vocal del mamífero difieren demasiado para explicar fácilmente un mismo tempo por una mecánica común. En cambio, cualquier señal termina siendo procesada por el sistema nervioso.

Las neuronas no responden de forma instantánea a la información entrante y pueden integrar señales durante cientos de milisegundos. Los científicos construyeron pequeños modelos computacionales de circuitos neuronales y hallaron que, con características temporales típicas, tales sistemas responden especialmente bien a estímulos externos en la región de frecuencias observada. Los autores denominan posible mecanismo la resonancia neuronal: la evolución podría haber favorecido señales que al sistema nervioso receptor le resultaran más fáciles de detectar y procesar.

El rango coincide parcialmente con el ritmo delta cerebral, una de las formas lentas de actividad neuronal. Los autores subrayan que la coincidencia por sí sola no demuestra una relación causal. El modelo computacional muestra un mecanismo plausible, pero aún no confirma que las propiedades de las neuronas obligaran a diferentes especies a converger independientemente hacia un tempo comunicativo similar.

Es especialmente notable que otra investigación independiente llegó a una conclusión parecida. Los autores analizaron señales acústicas de 98 especies, entre las que había 58 aves, 28 mamíferos, cuatro anfibios, cuatro insectos, un reptil y un pez. Modelos filogenéticos señalaron un óptimo evolutivo común alrededor de 2,7 Hz con un intervalo del 95% estimado entre 0,45 y 4,99 Hz.

Los autores del segundo trabajo examinaron varias explicaciones más obvias, incluidas la masa corporal, las características del entorno y la complejidad social. Los modelos estadísticos no mostraron que tales factores pudieran explicar el panorama general. Los investigadores sugirieron que el ritmo lento de la comunicación acústica pudo haberse conservado a lo largo de una larga historia evolutiva y también estar relacionado con mecanismos comunes del sistema nervioso.

La aparición de dos resultados independientes hizo la hipótesis más llamativa, pero no resolvió la cuestión. En un análisis separado de los dos estudios, biólogos señalan que ambos trabajos apuntan a una «zona caliente» similar de ritmos y asocian de forma independiente esa zona con la actividad neuronal lenta; sin embargo, aún queda por comprobar una relación causal directa.

También hay excepciones evidentes. Algunos animales pueden transmitir señales a ritmos significativamente superiores a 4 Hz, y la primera muestra no pretendía ser un catálogo completo de la comunicación en todo el reino animal. Los autores advierten asimismo sobre posibles sesgos en la literatura científica y en la percepción humana: a los investigadores les resulta más fácil detectar y estudiar señales accesibles a nuestros sentidos.

Si experimentos futuros confirman el papel de los mecanismos neuronales, el tempo común podría resultar un raro ejemplo de restricción que haya modelado las formas de comunicación de los animales independientemente del tamaño corporal, del hábitat y de si la señal se transmite mediante un destello, un movimiento o un sonido.