¿Perdiste tus llaves? ¿No recuerdas dónde estacionaste el auto? Si tan solo tuvieras la memoria de un carbonero de montaña.
Estas aves de media onza, con cerebros un poco más grandes que un guisante, esconden decenas de miles de alimentos como semillas en la corteza de los árboles, debajo de las hojas muertas y dentro de las piñas en las montañas. Cuando llega el invierno, pueden recordar la ubicación exacta de sus escondites, una habilidad que les ayuda a sobrevivir al frío intenso y la nieve profunda.
En un nuevo estudio publicado el 17 de abril en la revista Biología actual, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder y la Universidad de Nevada, Reno identifican casi un centenar de genes asociados con la memoria espacial de las aves, o la capacidad de recordar la ubicación de los objetos. El artículo también sugiere que puede existir una posible compensación entre tener una memoria sólida a largo plazo y ser capaz de deshacerse rápidamente de viejos recuerdos para formar otros nuevos.
Los hallazgos podrían ayudar a los biólogos a comprender mejor la evolución de la memoria espacial en los animales, incluidos los humanos.
«Los carboneros son aves impresionantes», dijo Scott Taylor, director de la Estación de Investigación de Montaña de CU Boulder y profesor asociado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. «Pueden recordar decenas de miles de lugares donde almacenaron comida durante todo un invierno y un nuevo conjunto de ellos el invierno siguiente. Su memoria espacial está mucho más desarrollada que la de muchas otras aves que no necesitan tener esta estrategia para sobrevivir al frío». inviernos.»
Para evaluar la memoria espacial de los carboneros salvajes de las montañas, los colaboradores de Taylor en la Universidad de Nevada, Reno, dirigidos por el profesor biólogo Vladimir Pravosudov, diseñaron una prueba inteligente. Colgaron múltiples conjuntos de comederos, cada uno con ocho comederos para pájaros con semillas en las montañas de Sierra Nevada de California. Cada comedero tiene una puerta con un lector de radiofrecuencia que puede detectar una etiqueta que los investigadores colocan en los carboneros. Luego, el equipo programó cada puerta para que solo se abriera a ciertas aves, de modo que los carboneros tuvieran que recordar la ubicación de los comederos que se abrirían para ellos.
Luego, Pravosudov y su equipo contaron cuántas veces cada carbonero aterrizó en los comederos equivocados antes de recuperar el correcto. La teoría es que las aves con mejor memoria espacial tendrían una menor tasa de error.
Utilizando muestras de sangre, el equipo de CU Boulder también secuenció el genoma completo de 162 carboneros marcados, creando el conjunto de datos más grande jamás recopilado para evaluar la base genética de la capacidad cognitiva de los carboneros. Al comparar los genomas de las aves con su desempeño en la prueba del comedero, el equipo identificó 97 genes asociados con el aprendizaje espacial y la memoria de los carboneros. Las aves con variantes genéticas específicas en estos genes hicieron menos intentos equivocados antes de aterrizar en sus comederos designados.
Una gran proporción de estas variantes están asociadas con la formación de neuronas en el hipocampo, una parte del cerebro responsable del aprendizaje y la memoria, según la coautora del artículo Sara Padula, Ph.D. Estudiante del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva.
«Comprender la base genética de este rasgo nos permitirá comprender cómo evoluciona», dijo Taylor.
Taylor señala que el ancestro común de todos los carboneros norteamericanos almacenaba comida en caché. Pero de las siete especies de carboneros que se encuentran ahora aquí, dos no lo hacen.
«Viven en un ambiente más templado donde generalmente hay comida disponible durante todo el año. Ahora que conocemos las regiones genéticas que subyacen a la memoria espacial, podemos observar cómo se ve la variación en estas especies que han perdido su almacenamiento en caché», dijo.
«Este estudio avanzó sustancialmente en nuestra comprensión de la genética de la memoria espacial en las aves y de la genética del comportamiento en general», afirmó Georgy Semenov, coautor del artículo e investigador asociado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva.
Una compensación
Los carboneros que tienen una memoria espacial excepcional pueden vivir hasta nueve años, lo cual es mucho tiempo para un pájaro pequeño, dijo Taylor. Pero el estudio sugiere que tener una buena memoria a largo plazo puede tener un precio.
Después de ejecutar la tarea inicial durante unos días, el equipo de Pravosudov asignó nuevos comederos a las aves.
Para sorpresa del equipo, los carboneros que obtuvieron mejores resultados en la prueba inicial tendieron a tener dificultades para cambiar al nuevo comedero. Parecían tener más dificultades para abandonar sus recuerdos iniciales y crear otros nuevos.
«En un entorno más variable, lo que encontraron nuestros colaboradores sugiere que los carboneros con buena memoria a largo plazo pueden tener una desventaja. Por ejemplo, si hay una tormenta de nieve inesperada, estas aves pueden seguir intentando visitar escondites que han sido enterrados en la nieve. , en lugar de olvidarlos y buscar otros escondites», dijo Padula.
Un clima cambiante
Frente a un clima que cambia rápidamente, las aves que pueden formar rápidamente nuevos recuerdos pueden sobrevivir mejor.
«Debido al cambio climático, podríamos esperar que estas presiones selectivas que han estado dando forma a la memoria especial del carbonero durante miles de años cambien significativamente», dijo Taylor.
Este invierno, Taylor y su equipo instalaron el mismo tipo de sistema de alimentación en la Estación de Investigación de Montaña de la universidad al oeste de Boulder.
Durante el último millón de años, los carboneros de las Montañas Rocosas han evolucionado independientemente de los de la Sierra Nevada. El equipo espera investigar si los dos grupos de aves han evolucionado la memoria espacial de la misma manera en diferentes regiones geográficas.
El equipo también está interesado en saber si los carboneros de cabeza negra, que coexisten con los carboneros de montaña en las Montañas Rocosas, exhiben diferentes habilidades de memoria espacial. Continuarán el experimento del alimentador en la Estación de Investigación de Montaña durante los próximos inviernos para recopilar más datos.
«No tenemos que viajar a una parte remota del mundo como la Antártida para estudiar cómo los animales podrían responder al cambio climático. Podemos hacerlo con estas aves con las que la mayoría de los norteamericanos están familiarizados. Creo que eso es algo especial acerca de los carboneros. » dijo Taylor.