Olfato y Tacto

Jonathan Sarfati, Doctor en Química

La vista no es el único sentido importante. Los nuevos descubrimientos en el oído, el olfato y el tacto también nos han puesto de manifiesto la existencia de un diseño sofisticado capaz de orientar a los ingenieros humanos hacia nuevas técnicas. El oído tiene sus propios mecanismos ingeniosos, y un tipo muy particular de oído, la ecolocalización, es vital para la navegación en los delfines y murciélagos. El sonar creado por el hombre utiliza principios idénticos. Y nuestro sentido del olfato parece funcionar basado en los principios de la espectroscopia vibracional.

Fóveas y sacudidas1

En el artículo El diseño del ojo se explica el sistema de fóvea y sacudidas de nuestro sistema visual, y su gran eficacia en el procesamiento de la información. Esta sección continúa tratando sobre los sistemas de fóveas y sacudidas, pero esta vez en el tacto y en el oído.

Tacto

Hay un tipo de topo denominado “topo nariz de estrella” (Condylura Cristata), cuya variedad semi-acuática vive en América del Norte. Su nombre proviene de la forma estrellada de su nariz, que tiene 22 “tentáculos”, los cuales no se utilizan para oler, sino para tocar. Su estrella es más móvil, más compleja y más sensible al tacto que la trompa del elefante.2 Cuenta con más de 25.000 tentáculos increíblemente especializados denominados órganos de Eimer, y con más de 100.000 fibras nerviosas encargadas de transmitir información al sistema nervioso central.3

Condylura cristata: Topo de Nariz Estrellada

Los dos tentáculos inferiores sobre la boca, aunque son de los más pequeños, tienen una mayor densidad de terminaciones nerviosas, y disponen del área más grande del cerebro dedicada al procesamiento de su información. Estos son como la fóvea de nuestros ojos. Los otros tentáculos son como nuestra visión periférica, no proporcionan mucho detalle, pero permiten que el aparato sensorial explore una zona amplia.

El topo explora su entorno con unos movimientos de la nariz tan rápidos que nuestros ojos no los perciben, y estos movimientos son como los saltos que dan nuestros ojos. Cuando los otros tentáculos localizan un objeto interesante, la nariz se mueve para traer la “fóvea”, es decir, los tentáculos hipersensibles para palpar su textura en detalle. Esto le permite encontrar el alimento muy rápidamente. Esto es tan eficiente que durante una prueba de laboratorio un topo consiguió encontrar cinco trozos distintos de lombriz de tierra en un solo segundo.

Algunos científicos creen que el topo de nariz de estrella evolucionó sus sofisticados apéndices a lo largo de mucho tiempo. Esta idea surge de la forma en la que la estrella se desarrolla en la fase de embrión; la estrella en un principio aparece hundida en la cara del topo, y luego poco a poco se libera de la piel que la recubre, dos semanas después del nacimiento los apéndices se curvan hacia adelante para formar la estrella adulta. Esto, según dicen, sugiere que

“los topos de nariz de estrella ancestrales podrían haber tenido jirones de órganos sensoriales colgando de los costados de la cabeza, los cuales podrían haberse erguido lentamente a lo largo de muchas generaciones hasta que formaron la estrella”.4

En primer lugar, esto presupone la idea, ya desacreditada, de Recapitulación Embrionaria.5

En segundo lugar, ¿por qué motivo un mamífero “primitivo” empezaría de repente a desarrollar un apéndice especializado? Si ya era un buen cazador sin poseer la estrella, ¿cuál fue el detonante evolutivo que inició el desarrollo de la estrella?

 Fóvea acústica en murciélagos ecolocalizadores

Corynorhinus townsendii

Los murciélagos ecolocalizadores disponen de muchos receptores y dedican una gran área del cerebro a escuchar un estrecho espectro de frecuencias auditivas que se corresponde aproximadamente con las vibraciones ultrasónicas emitidos por ellos mismos. Pero los ecos de los objetos en movimiento tienen una frecuencia diferente, por lo tanto la fóvea del murciélago podría no detectarlos. Así que el murciélago usa también “saltos de sonido”, pues está constantemente cambiando el tono del impulso que emite, para que el eco vaya en sintonía con la “fóvea”.3,6

 ¿Evolución Convergente?

 Estos ingeniosos sistemas de fóvea y saltos en tres sentidos totalmente diferentes poseen un diseño increíblemente eficiente. Un artículo de la revista Scientific American sobre el topo de nariz estrellada explica este fenómeno como «evolución convergente”. Pero no hace el menor esfuerzo para explicar cómo este sistema podría haber evolucionado independientemente tres veces mediante pequeños pasos, teniendo cada uno de ellos una ventaja sobre su predecesor. Al contrario, la “explicación” que ofrece no tiene nada que ver con la ciencia, y todo que ver con su sesgo materialista (es decir; el materialismo es cierto y por lo tanto la evolución convergente tiene que haber ocurrido).

El ingenioso oído de la mosca fuente de inspiración para los ingenieros7

Mosca Doméstica

 La Diferencia de Tiempo Interaural (DTI) es el principal mecanismo para detectar la dirección de un sonido y consiste en medir la ligera diferencia de tiempo que separa la llegada del sonido en cada oído, así como su intensidad, la cual es un poco mayor en el oído más cercano.

 Una pequeña mosca hembra, Ochracea Ormia, puede localizar al macho siguiendo su canto para poner sus huevos sobre él. Sin embargo, los oídos de la mosca sólo están separados por una distancia de 0,5 milímetros, lo que significa que su diferencia de tiempo interaural (DTI) es a sólo 1,5 microsegundos (un microsegundo es la millonésima parte de un segundo), y la diferencia de intensidad es prácticamente nula. ¿Cómo lo consigue? Dispone de un puente, parecido a una palanca flexible, que comunica entre sí los tímpanos de la mosca. De este modo se obtiene una resonancia que aumenta la diferencia de tiempo aproximadamente 40 veces, y el tímpano más cercano al sonido vibra alrededor de 10 decibelios más fuerte (lo cual es una enorme diferencia!).

Además, los nervios de la mosca envían su respuesta codificada consiguiendo así que la diferencia de tiempo aumente cinco veces más. Por último, la programación de vuelo de la mosca está conectada con las señales procedentes de sus oídos. El resultado combinado de todo esto es que la mosca puede determinar la dirección de procedencia del sonido con una exactitud de 2 grados, la misma capacidad que los seres humanos.

Esta tecnología mecánica y de procesamiento de señales se utiliza para mejorar los audífonos, los cuales en principio no pueden detectar direccionalidad, y también podría utilizarse para el diseño de micrófonos direccionales en miniatura.

Una vez más, el diseño en la naturaleza ha enseñado algunas lecciones a los mejores diseñadores humanos. Si bien esto apoya firmemente la idea de Diseñador, el trabajo de investigación dice que el oído de la mosca es una “innovación evolutiva”, sin la menor explicación de cómo la estructura mecánica y el sistema de codificación nervioso pudieron surgir mediante pequeñas mutaciones y selección natural.

Búhos: Oído agudo gracias a sus microprocesadores9

Athene cunicularia

 La mosca de la Ormia no es la única criatura dotada de un mecanismo provisto de una sombrosa y sofisticada tecnología en los nervios auditivos para ayudarle a determinar la dirección del sonido. La capacidad auditiva direccional de los búhos es también una consecuencia de la forma cómo los nervios procesan la velocidad del sonido y las diferencias de intensidad. La mayoría de las neuronas (células nerviosas) “se disparan” cuando las señales de entrada alcanzan un determinado umbral, y actúan “como un transistor en un circuito electrónico”. Pero “las neuronas del mapa auditivo de la lechuza se multiplican”, por lo que cada una “es como un pequeño procesador; pero mucho más poderoso en su potencia de cálculo”.10

Diseño olfativo: el olor y la espectroscopia11

 Nuestro sentido del olfato es en realidad un complejo sistema diseñado para detectar miles de productos químicos. Nos ayuda advirtiéndonos del peligro, por ejemplo, detectando los alimentos que se encuentran en estado de descomposición; así podemos oler un componente de la carne podrida, llamado etil mercaptano, en una concentración tan pequeña como la 400 millonésima parte de un miligramo por cada litro de aire.12

 El olfato también nos ayuda a distinguir los distintos tipos de alimentos y flores. De hecho, el sentido del olfato es el verdadero responsable de la mayor parte de los diferentes “gustos” de los alimentos. En muchos animales, el olfato es aún más importante que en los seres humanos; por ejemplo, ayuda a las abejas a encontrar el néctar.

Recientemente, el biofísico Luca Turín propuso que lo que realmente detectan nuestros sensores olfativos es la energía desprendida por las diferentes vibraciones moleculares.13 Así pues, parece que estos receptores funcionan según el mismo principio de la mecánica cuántica observado en la espectroscopia vibracional (que es el campo de mi tesis doctoral).

Esta energía depende de la composición química; ciertos grupos de átomos poseen energías similares. Los productos químicos con azufre enlazado a hidrógeno tienden a vibrar de manera similar y muy a menudo huelen a “huevo podrido”; los huevos podridos producen esos mismos productos químicos.

La teoría de Turín se sustenta empíricamente en el olor a huevo podrido de determinados combustibles para cohetes (boranos) que no tienen nada en común con los compuestos de azufre, excepto vibraciones similares.

Los receptores generan señales de una manera compleja, el bulbo olfatorio recoge estas señales y las procesa y ordena para luego enviarlas al cerebro.

Sea o no correcta la idea de Turín, el sistema olfativo da muestras de complejidad irreducible, lo cual es evidencia de haber sido diseñado. La maquinaria de detección de productos químicos requiere proteínas que posean la forma exacta para poder las albergar las moléculas del olor. Y según el modelo de Turín, también los niveles de energía adecuados. Pero incluso si los sensores estuvieran plenamente operativos, la información química seleccionada por la nariz sería inútil sin una conexión nerviosa para transmitir la señal al cerebro para que éste la procesara.

Ecolocalización

Las ráfagas de impulsos emitidas por el delfín forman un patrón matemáticamente diseñado para la obtener la mejor información posible.17

Muchas criaturas navegan y detectan a sus presas mediante ecolocalización. La ecolocalización consiste en emitir impulsos sonoros, y en escuchar sus ecos. Cuanto mayor tarda el eco en regresar del objeto, tanto más lejano está.

El tono del eco proporciona información sobre la velocidad del objeto a través del efecto Doppler, llamado así por el físico austriaco Christian Doppler (1803-1853), que estudió el sonido de fuentes móviles en 1842. Este efecto es bien conocido, a medida que un tren se mueve hacia nosotros, más y más ondas sonoras se acumulan en el aire en un determinado periodo de tiempo, por eso oímos una frecuencia mayor, un tono más alto. Ocurre lo contrario cuando el tren se aleja de nosotros; en este caso el número de ondas sonoras acumuladas por unidad de tiempo disminuye, por lo que percibimos una frecuencia menor. Por eso percibimos una caída repentina en el tono cuando pasa el tren junto a nosotros, y el tono sigue siendo bajo, a medida que se aleja. De la misma forma si el objeto se mueve hacia una criatura, el tono del eco se incrementará, si el objeto se está alejando el tono del eco disminuirá.

La ecolocalización funciona mejor en alta frecuencia, es decir ultrasonido, porque las longitudes de onda son más pequeñas y por lo tanto el ecolocalizador es capaz de detectar objetos más pequeños.

Delfines

Muchos cetáceos encuentran objetos mediante ecolocalización. Tienen un sistema de sonar tan preciso que es la envidia de la Marina de los EE.UU. Puede detectar un pez del tamaño de una pelota de golf a 70 metros (230 pies) de distancia. Un experto en la teoría del caos ha demostrado que las ráfagas de impulsos (llamados clicks) emitidos por el delfín forman un patrón matemáticamente diseñado para la obtener la mejor información posible.17

No hay pruebas de que este sistema evolucionara a partir de estadios más simples. Según un evolucionista,

“los antepasados de los delfines modernos tenían una estructura del oído que sugiere que podrían ecolocalizar tan bien como sus parientes modernos”.18

Control de volumen

Dado que con la distancia disminuye la intensidad del sonido, un dispositivo de ecolocalización necesita corregir este inconveniente. Los dispositivos de sonar comerciales regulan la sensibilidad del receptor, y se ha observado que los murciélagos hacen lo mismo, sin embargo los delfines regulan la intensidad del emisor.19

Los investigadores han descubierto que a medida que un delfín se acerca a su objetivo, la amplitud de la señal disminuye en 6 decibelios (75%) cada vez que la distancia reduce a la mitad.

Los delfines actúan así espontáneamente. El delfín produce las señales presionando su sistema nasal y manipulando el aire a través de sus labios fónicos. El delfín también espera que el eco regrese antes de emitir, la siguiente señal. Así que al cercarse el delfín, el eco regresa más rápido, por lo que cantidad de señales aumenta. Por lo tanto, para que el delfín pueda mantener la energía acústica total constante durante un ciclo de presurización en su conjunto, al aumentar la tasa de clicks, la energía dedicada a cada click debe disminuir. Así, el volumen de la señal se regula automáticamente según la distancia.

Lentes de sonido

Los cetáceos ecolocalizadores poseen un seno lleno de aceite en el maxilar inferior, que transmite el eco al oído interno. También disponen de una adaptación increíble llamado el “melón”, una protuberancia de grasa en la frente. Este ‘melón’ es realmente un lente de sonido; una sofisticada estructura diseñada para enfocar las ondas de sonido emitidas en un haz que el delfín puede dirigir a voluntad. Esta lente de sonido funciona a base de diferentes lípidos (compuestos grasos) que doblan las ondas sonoras de ultrasonidos que las atraviesan de diferentes maneras. Los distintos lípidos tienen que estar dispuestos en la forma correcta y seguir un orden preciso para poder enfocar el eco de sonido al regresar. Cada uno de los lípidos es único y diferente de los lípidos de la grasa normal, y se elabora mediante un complicado proceso químico que requiere una serie de enzimas diferentes en cada caso. 20

Para que un órgano así hubiera evolucionado, las mutaciones aleatorias deberían haber formado las enzimas apropiadas que elaboraran los lípidos adecuados, y otras mutaciones deberían haber causado que los lípidos que se depositarán en el lugar necesario y adquirieran su forma justa. La evolución gradual, paso a paso de un órgano funcional no es viable, porque hasta que los lípidos no estén totalmente formados y como mínimo parcialmente colocados en su lugar y con su forma, el órgano sería inservible. La selección natural no podría haber creado ni siquiera un sistema parcialmente funcional.

Murciélagos

Los murciélagos son animales eficaces; uno de cada cinco mamíferos es un murciélago, y el único tipo de mamíferos que tiene más especies que el murciélago es el roedor. Los murciélagos se distinguen del resto de los mamíferos por su capacidad para volar abiertamente, y muchos de ellos están equipados también de un sistema de sonar exquisitamente diseñado. Se dio la coincidencia que los científicos lo descubrieron en la misma época el que los ingenieros desarrollaban el sonar secreto durante la Segunda Guerra Mundial. En una conferencia de zoología, en la que los investigadores anunciaron el descubrimiento del sonar del murciélago, uno de los “distinguidos científicos” presentes se sintió “tan indignadamente incrédulo ” ante la idea de que los murciélagos pudieran hacer algo remotamente similar a la última victoria de la ingeniería electrónica que cogió uno de los investigadores por los hombros y lo zarandeó! 21

 Los murciélagos ecolocalizadores pescadores pueden detectar la aleta de un pequeño pez, tan delgada como un cabello humano, que sobresalga tan sólo 2 milímetros por encima de la superficie del agua. Tal precisión es posible porque los murciélagos pueden distinguir el eco de los ultrasonidos que se encuentren muy cercanos. El sonar hecho por el hombre puede distinguir los ecos separados por 12 millonésimas de segundo, aunque con “un gran esfuerzo este valor se puede reducir a 6 u 8 millonésimas de segundo”22

Sin embargo, según el investigador James Simmons, de la Universidad de Brown, los murciélagos distinguen ‘relativamente fácilmente’ los ultrasonidos de un eco separados por 2 ó 3 millonésimas de segundo. Esto significa que son capaces de diferenciar dos objetos que estén separados entre sí 0,3 milímetros (el grosor de la línea de un lápiz sobre papel).22

Referencias : 

1. Según Weston, P. y Wieland, C., The Mole, y Sarfati, J. Superb sense organ sheds light on alleged eye imperfection, Creation 25 (2) :46-50, de 2003; .
2. The mole tunnel, star-nosed mole, , 2002
3. Catania, K.C., The nose takes a starring role, Scientific American 287(1):40, 2002.
4. Catania, ref. 3, p.43.
5. Grigg, R., ‘Ernst Haeckel: Evangelist for evolution and apostle of deceit’, Creation 18(2):33–36, 1996; .
6. El cambio de frecuencia se debe al efecto Doppler, y los saltos se llaman compensación Doppler–shift.
7. Según Sarfati, J., Ear Now … An incredible design in a tiny fly is inspiring engineers, Creation 23(4):55, 2001.
8. Mason, A.C., et al., Hyperacute directional hearing in a microscale auditory system, Nature 410(6829): 686–690, 2001; Narins, P.M., In a fly’s ear, mismo ejemplar, pp. 644–645; Cricket pitch, p. ix .
9. Según Sarfati, J., Wising up to design, Creation 23(4):55, 2001.
10. Peña, J.L. and Konishi, M., Auditory spatial receptive fields created by multiplication, Science 292(5515):249–252, 2001; Helmuth, L., Location neurons do advanced math, same issue, p. 185.
11. Según Sarfati, J., Olfactory design: smell and spectroscopy, J. Creation 12(2):137–138, 1998; .
12. Recepción sensorial: Smell (Olfactory) Sense, Britannica CD, Version 97, Encyclopædia Britannica, Inc. 1997.
13. Turin, L., A spectroscopic mechanism for primary olfactory reception.Chemical Senses 21:773, 1996. El Dr Turin escribió (correo electrónico de 9 Febrero 2000) en respuesta a mi artículo (Ref. 11): ‘Estimado Dr Sarfati, Le escribo para felicitarle a usted y a su lúcido y exacto descripción de mi teoría espectroscópica del olor…Escribió que no estaba necesariamente de acuerdo con mi conclusión de que el responsable es un diseñador.Pero, continuó, “estoy totalmente de acuerdo, sin embargo, que si es cierto, mi teoría es un ejemplo más de la concepción maravillosa de los seres vivos”, pero dejó sin contestar la cuestión sobre la causa de este diseño.
14. Hill, S., Sniff’n’shake, New Scientist 157 (2115) :34-37, 1998.
15. Sell, C., On the Right Scent, Chemistry in Britain 33(3):39–42, 1997.
16. Para moléculas más complejas, véase Wilson, E.B., Decius, J.C. and Cross, P.C., Molecular Vibrations: the theory of infrared and Raman vibrational spectra, McGraw-Hill, New York, 1955.
17. Howlett, R., Flipper’s secret, New Scientist 154(2088):34–39, 1997.
18. Perkins, S., Learning to listen: How some vertebrates evolved biological sonar, Science News 167(20):314, 2005.
19. Au, W.W.L and Benoit-Bird, K.J., Automatic gain control in the echolocation system of dolphins, Nature 423:861–863, 2003; Tromans, A., Echolocation: Volume Control, perspective, same issue, p. 815.
20. Varanasi, U., Feldman, H.R., and Malins, D.C., Molecular basis for formation of lipid sound lens in echolocating cetaceans, Nature 255(5506):340–343, 1975.
21. Dawkins, R., El relojero ciego, p. 43, Norton & Company, Inc., Nueva York, EE.UU., 1986.
22. Simmons fue citado en el artículo justamente titulado, “Los murciélagos ponen en ridículo a la tecnología”, Cincinnati Enquirer, 13 de octubre de 1998.Su trabajo de investigación: Simmons, J.A. et al., Echo-delay resolution in sonar images of the big brown bat, Eptesicus fuscus, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 95 (21): 12647-12652, 1998.
23. Bergman, J., Evidence for the evolution of bats [a critique], Origins (BCS) 47:10–15, February 2008.
24. Medwin, H. and Clay, C.S., Fundamentals of Acoustical Oceanography, Academic, San Diego, 1998
25. La localización de los murciélagos Henson, la actividad y función de los músculos del oído medio en eco-, J. Physiol. 180 (4): 871-887, octubre de 1965.
26. Moss, CF, Bohn, K., Gilkenson, H. y Surlykke, A., escucha activa para la orientación espacial en una escena compleja auditiva, PLoS Biology 4 (4): E79, 7 de marzo de 2006, doi: 10.1371/journal.pbio .0040079.
27. Los murciélagos tienen habilidades complejas para analizar el “desorden”, PhysOrg.com, , 2006.
28. Suthers, R.A. et al., Respiration, wing-beat and ultrasonic pulse emission in an echo-locating bat, Exp. Biol 56:37-48, 1972.
29. Según Bell, P., The super-senses of oilbirds: Bizarre birds elude an evolutionary explanation, Creation 28(1):38–41, 2005; .
30. Scott, P. (Ed.), El atlas mundial de las aves, de color Library Books Ltd, Godalming, Surrey, p. 243, 1989.
31. Konishi, M. y Knudsen, de la IE, el guácharo: la audición y la ecolocalización, Science 204 (4391) :425-427, 1979.
32. Martin, G., et al., Los ojos de guácharos (Steatornis caripensis): superación de los límites de la sensibilidad, Naturwissenschaften 91 (1) :26-29, 2004.
33. Pilcher, H.R., Vista de pájaro, Nature 427 (6977): 800, 2004.

Agradecimientos: 

Creation Ministries International