TEMA 44. ÓRGANOS Y FUNCIONES DE RELACIÓN EN LOS VERTEBRADOS 1. La func función ión d !"ac !"ación ión 1.1. E#a$a% d "a función función d !"ación !"ación &. Si%#'a $a!ac!in() $a!ac!in() au#(c!in au#(c!in( ( * nd(c!in nd(c!in( ( &.1. Si%#'a Si%#'a +(!'(na" +(!'(na" &.1.1. &.1 .1. Si%#' Si%#'a a nd(c!i nd(c!in( n( n "(% "(% ,!#-!a ,!#-!ad(% d(%:: . L(% fnó'n(% fnó'n(% %(cia"% d "(% 'a'/f!(% 'a'/f!(% u#!i(% u#!i(% 4. E" %i%#'a %i%#'a n!,i(%(0 n!,i(%(0 %ina$%i% %ina$%i% i'$u"%( i'$u"%( n!,i(%( n!,i(%( VENENOS ARA LA CONDUCIÓN NERVIOSA •
4.1. E" %i%#'a n!,i(%( * ó!2an(% d "(% %n#id(% % n#id(% n ,!#-!ad(% 4.1.1. Si%#'a Si%#'a n!,i(%(% n!,i(%(% * ó!2an(% ó!2an(% d "(% "(% %n#id(% %n#id(% n "(% "(% $c% $c% 4.1.&. 4.1.. 4.1.4. 4.1.3.
Si%#'a Si%#'a n!,i(%( n!,i(%( * ó!2an(% ó!2an(% d "(% %n#id(% %n#id(% n anfi-i(% anfi-i(% Si%#'a Si%#'a n!,i(%( n!,i(%( * ó!2an(% ó!2an(% d "(% %n#id(% %n#id(% n !$#i"% !$#i"% Si%#'a Si%#'a n!,i(%( n!,i(%( * ó!2an(% ó!2an(% d "(% "(% %n#id(% %n#id(% n a,%0 a,%0 migraciones Si%#'a Si%#'a n!,i(%( n!,i(%( * ó!2an(% ó!2an(% d "(% %n#id(% %n#id(% n 'a'/f!(% 'a'/f!(%
Para los seres vivos, todos los mecanismos de detección del entorno (incluidas a las pres presas as y los los depr depred edad ador ores es en el caso caso de los los anim animal ales es)) y los los meca mecani nism smos os consecuentes de respuesta a esa sensibilidad, han resultado muy selectivos pues la selección natural escogió a los organismos más sensibles y reactivos, con algunas excepciones excepciones siempre justificadas y que ratifican, por excepcionales, el modelo !ntr !ntre e los los sere seress más más prim primititiv ivos os de todo todos, s, las las proc procar ario iota tas, s, ya exis existe ten n bact bacter eria iass fotosint"ticas nadadoras con peque#os fragmentos de magnetita en su interior que act$a act$a permi permiti" ti"nd ndole oless detec detectar tar el campo campo magn"t magn"tico ico terres terrestre tre y facil facilita itand ndo o que que su despla%amiento sea &hacia arriba' en las aguas en que viven, buscando la lu% Por qu" magne magnetit tita a y no una una mancha mancha ocula ocular r Pues Pues porqu porque e la evoluc evolució ión n es ciega ciega y selecciona todo aquello que funciona de entre lo que las mutaciones producen: no act$a por dise#o, sino por selección *on el tiempo, la &mancha ocular' tambi"n aparecerá, tendrá "xito y de ella a nuestra retina, o a la del calamar, comparable en complejidad, complejidad, sólo mediarán unos pocos cientos de eones +demás de las trampas qumicas o qumico-fsicas para detectar al medio (o a sus efluvios y radiaciones) las mutaciones fueron generando mecanismos de respuesta cada ve% más efectivos y de los que los más primitivos siguen el esquema: Estímulo → receptor → mensajero químico (“hormona”) → tejido diana o receptor → respuesta
.os sistemas hormonales no son más que la evolución en acumulo y complejidad de "ste esquema: a cada estmulo se le agregará un mensajero qumico especfico, enriqueciendo enriqueciendo el grado de discriminación de los organismos que los poseen y a cada mensajero u hormona una respuesta, o serie compleja de respuestas, generalmente mediante el sistema de &cascada', en que la liberación de una hormona estimula la liberación de otras muchas, cada una de las cuales provocará una o varias respuestas en el organismo !l sistema es muy bueno, pero lento
/enerar órganos de liberación muy cercanos a los tejidos diana puede ser una va evolutiva posible y la sinapsis de un nervio liberando neurotransmisores a la neurona siguiente que está a unos pocos 0ngstr1m de distancia la consecuencia de esa evolución !l efecto de la llamada &bomba del sodio' generando un potencial el"ctrico en axón neuronal y elevando la &se#al' nerviosa a la categora de &se#al' el"ctrica, y su velocidad constituyó una verdadera sorpresa evolutiva, rápidamente generali%ada por selección natural .a evolución de estos sistemas, la cefali%ación, con la g"nesis de un sistema nervioso central, la aparición de órganos de los sentidos cada ve% más sofisticados y, acabando por el momento, la g"nesis de una cultura, son algunos de los frutos que tales sistemas, que tales órganos, nos van deparando 2y estas cosas las decimos desde esa peque#a masa de poco más de un 3ilogramo de grasa que usamos para pensar, nuestra más humana forma de relacionarnos con el entorno4 1. La función d !"ación0 .a función de relación permite a los animales percibir los cambios que ocurren en el medio interno de su propio cuerpo y en el medio externo de su entorno, interpretar o integrar estas variaciones y elaborar las respuestas adecuadas /racias a esta función los animales consiguen mantener la homeostasis, es decir, el equilibrio con su medio interno .a base de la función de relación, en la comunicación celular o capacidad que tienen todas las c"lulas de intercambiar información fsico qumica con su medio ambiente y con otras c"lulas, para poder responder adecuadamente ante un estmulo ambiental 1.1. -
-
-
E#a$a% d "a función d !"ación: !c$ción: reali%ada por receptores sensoriales, especiali%ados en la percepción de estmulos, internos (interorreceptores) o externos (exterorreceptores) In#!$!#ación in#2!ación: la información recogida por los receptores sensoriales es centrali%ada (convergencia) e interpretada por el sistema nervioso para elaborar una respuesta adecuada R%$u%#a0 la respuesta es conducida desde los centros nerviosos, por un mecanismo de divergencia, hasta los órganos efectores
.as respuestas pueden ser de varios tipos: - M(,i'in#(: producido por la contracción de c"lulas musculares 5on respuestas rápidas, puntales y de acción inmediata - Sc!ci(n%: producidas por las glándulas, que pueden verter su secreción al exterior o a cavidades internas (secreciones exocrinas)6 o bien, directamente a la sangre, (secreciones endocrinas u hormonas) y el conjunto de las glándulas que las producen constituyen el sistema endocrino u hormonal .as respuestas producidas por las hormonas son lentas, duraderas y muy especficas -Di,i%ión c"u"a! : en ciertos casos la respuesta a un cierto estmulo es la multiplicación celular - R%$u%#a in'un("ó2ica frente a la entrada de agentes extra#os, lo que permite proteger el medio interno de infecciones !sta respuesta, en principio independiente del sistema nervioso, la lleva a cabo el sistema inmune
&. Si%#'a $a!ac!in() au#(c!in( * nd(c!in(0 !xisten tres formas de comunicación celular mediada por sustancias qumicas especficas en los animales, dependiendo de cómo se distribuya y dónde act$e la mol"cula segregada -
C('unicación $a!ac!ina: la mol"cula act$a sobre una c"lula vecina de la c"lula secretora .as citoquinas y las prostaglandinas son algunos ejemplos: las primeras son sustancias que causan una respuesta inflamatoria local y las segundas son segregadas como respuesta a los procesos inflamatorios
-
C('unicación au#(c!ina: la mol"cula ejerce su acción sobre la misma c"lula que las secretó, estimulando la producción adicional de prostaglandinas
-
Comunicación endocrina:
2.1.
la molécula se denomina hormona, es segregada por una glándula endocrina y actúa a distancia a través del torrente circulatorio para ejercer su acción reguladora sobre células diana específicas. j: hormona del crecimiento !" #somatotropina$.
Si%#'a +(!'(na"0
!l sistema endocrino de los vertebrados posee gran uniformidad .as hormonas act$an como mensajeros qumicos que ejercen su acción sobre las c"lulas que poseen receptores especficos !l sistema hormonal de los vertebrados puede ser de dos tipos: -
G"ndu"a% nd(c!ina%0 origen epitelial (adenohipófisis, tiroides, paratiroides, etc) están bajo el control nervioso N5c"(% nu!(%c!#(!a% d" +i$(#"a'( (pierde importancia cuantitativa en vertebrados) 7iene determinada tanto por los estmulos procedentes de los centros nerviosos superiores del enc"falo como por un feed-bac3 negativo provocado por la concentración sangunea de las hormonas tróficas hipofisarias
!xiste una actividad rtmica de las funciones internas, dictada por varios relojes biológicos, la mayora situados en el sistema nervioso central .os ritmos biológicos pueden ser diarios o circandianos6 anuales (celo, muda letargo), y mensuales .a glándula pineal controla la secreción hormonal en función de la cantidad de lu% diaria Para los mamferos sociales, el juego establece unas bases de comunicación, con el uso de sonidos, posturas y gestos que trasmiten mensajes: dominio, jerarqua, sumisión, etc • • • • • •
En#! "a% funci(n% 6u c(n#!("an "a% +(!'(na% % inc"u*n0 .as actividades de órganos complejos !l crecimiento y desarrollo 8eproducción .as caracter sticas sexuales !l uso y almacenamiento de energa .os niveles en la sangre de lquidos, sal y a%$car
&.1.1. Si%#'a nd(c!in( n "(% ,!#-!ad(%: !n los vertebrados, las %onas de secreción hormonal más importantes: -
La +i$ófi%i%: ve% sea la glándula endocrina más importante: regula la mayor parte de los procesos biológicos del organismo, es el centro alrededor del cual gira buena parte del metabolismo a pesar de que no es mas que un peque#o órgano que pesa poco más de medio gramo !stá situada en la base del cráneo !j: 9xitocina (estimula las contracciones del $tero durante el parto)
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G"ndu"a #i!(id%: es una glándula bilobulada situada en el cuello .as hormonas tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina, aumentan el consumo de oxgeno y estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la maduración de los tejidos del organismo y act$an sobre el estado de alerta fsico y mental !l tiroides tambi"n secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio y fósforo en la sangre e inhibe la reabsorción ósea de estos iones
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G"ndu"a $a!a#i!(id%: producen la hormona paratiroidea, que interviene en la regulación de los niveles de calcio en la sangre .a exactitud de los niveles de calcio es muy importante en los seres vivos, ya que peque#as desviaciones pueden causar trastornos nerviosos y musculares
-
E" $nc!a% como glándula secretora: es una glándula abdominal y se locali%a detrás del estómago6 este posee jugo que contribuye a la digestión, y que produce tambi"n una secreción hormonal interna (insulina)
-
G"ndu"a% %u$!a!!na"%0 5ituadas en el polo superior de ambos ri#ones, constan de partes: medula (relacionada con el sn simpático y secreta adrenalina y noradrenalina) y corte%a (secreta hormonas llamadas corticosteroides) !stas hormonas tienen presentan tipos: mineralocorticoides y glucocorticoides la reacción de alarma se da cuando hay estr"s, el cerebro enva mensajes a las glándulas suprarrenales produci"ndose esta reacción .as hormonas de las glándulas suprarrenales hacen que la sangre s" desve hacia los sitios de emergencia !l cortisol es una de las principales hormonas producidas en la corte%a suprarrenal
-
La% 2ónada%: o
o
O,a!i(%0 .os ovarios son los órganos femeninos de la reproducción .os folculos ováricos producen óvulos, o huevos, y tambi"n segregan un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos reproductores y de las caractersticas sexuales secundaria .a progesterona ejerce su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embara%o T%#/cu"(%: .as gónadas masculinas o testculos, son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto .as c"lulas de leydig de los testculos producen una o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos .a más importante es la testosterona, que estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, influye sobre el crecimiento de la próstata y vesculas seminales, y estimula la actividad secretora de estas estructuras
3.
L(% fnó'n(% %(cia"% d "(% 'a'/f!(% u#!i(%0
;ntervienen dos clases de estmulos, tanto separadamente como sin"rgicamente, en la causa del fenómeno social: a) La in#!acción: el individuo social ejerce sobre su semejante una atracción que le mantiene en el campo de estmulo sensorial de naturale%a visual, olfativa o auditiva b) E" a$#i#( %(cia": en algunos agrupamientos sociales, la atracción mutua no desempe#a el principal papel en la formación y el mantenimiento de la sociedad6 es una pulsión interna, la que conduce al animal hacia sus semejantes 5iempre activo !n toda conducta innata o instintiva intervienen distintos elementos: -
!stmulo especfico externo y significativo
-
4.
E" %i%#'a n!,i(%(0 %ina$%i% i'$u"%( n!,i(%(.
!l sistema nervioso es el principal encargado de llevar a cabo las funciones de recepción, integración y transmisión de las informaciones del medio, as como de elaborar y coordinar todas las respuestas del organismo a dichas informaciones !stá formado por el tejido nervioso cuyas principales c"lulas constituyentes son las neuronas .a coordinación nerviosa consiste en centrali%ar los estmulos captados por los receptores y emitir respuestas adecuadas a cada uno de ellos, para lo que se necesitan los siguientes componentes: receptores sensoriales, vas nerviosas sensitivas, centros nerviosos (donde se integran e interpretan las informaciones recibidas de los receptores y se elaboran las informaciones recibidas de los receptores y se elaboran las respuestas), vas nerviosas motoras, y efectores (órganos donde se reali%a la respuesta) .a conducción nerviosa se denomina neurotransmisión, se reali%a mediante dos procesos: -
>ransmisión de impulso nervioso en la neurona mediante cambios en su potencial de membrana >ransmisión del impulso nervioso entre dos neuronas adyacentes, mediante sinapsis •
VENENOS ARA LA CONDUCIÓN NERVIOSA0
5e conocen venenos mortales que act$an bloqueando algunas de las etapas de la transmisión del impulso nervioso Por ejemplo, la tetrodotoxina extrada de una glándula del pe% globo (>etraodon fluvitalis), y la saxitoxina producida por varias especies de moluscos bivalvos,
bloquean la primera fase del potencial de acción (aumento de la permeabilidad al =a?) .a mayora de los venenos de las serpientes y escorpiones causan la muerte porque interfieren la despolari%ación y@o la repolari%ación de la membrana neuronal 4.1.
E" %i%#'a n!,i(%( * ó!2an(% d "(% %n#id(% n ,!#-!ad(%0
a7 E" %i%#'a n!,i(%(0 !l sistema nervioso de vertebrados se dispone, a diferencia del resto de los animales, en posición dorsal, presente en el embrión de todos los vertebrados !stá constituido por el sistema nervioso central y el perif"rico !s de origen ectod"rmico Podemos resumir las tendencias evolutivas que ha sufrido en los ss puntos:
-
*entrali%ación de los cuerpos neuronales de las redes nerviosas y cordones nerviosos: posibilidad de disponer de otras neuronas en los arcos reflejos ;ncremento de las neuronas de asociación
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8educción de los cordones nerviosos a uno solo
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+umento de la velocidad de conducción
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*efali%ación
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Aerarqui%ación o subordinación de unos centros a otros
-
8educción de los lóbulos olfatorios de los peces a los mamferos -7 Ó!2an(% d "(% %n#id(%0
.os receptores sensoriales son c"lulas especiali%adas en captar determinados estmulos y transformarlos en impulsos nerviosos, que son conducidos, a trav"s de las neuronas, hasta los centros nerviosos .os receptores sensoriales de los animales pueden ser de dos tipos: neurosensoriales y sensoriales propiamente dicho .os órganos de los sentidos son asociaciones de unos o más receptores sensoriales con otros tipos de tejidos, que tienen como función tanto la protección del receptor como la posible amplificación o mejora de la función sensorial
4.1.1. Si%#'a n!,i(%(% * ó!2an(% d "(% %n#id(% n "(% $c%0 !l 5=* consta de cerebro dividido en cinco vesculas: milenc"falo, metenc"falo, mesenc"falo, dienc"falo y telenc"falo y la m"dula espinal -
Ó!2an(% d "(% %n#id(%0
!l medio ambiente en el que vive el pe% lo ha llevado a adaptaciones en el odo y en el tacto, y a la aparición del sistema de la lnea lateral !l sentido del olfato, situado en las narinas, le proporciona datos a los animales sobre su entorno qumico .os mensajes qumicos tienen gran importancia en el comportamiento social de la mayora de las especies =o obstante, el órgano de los sentidos más valioso para los peces junto con el olfato, sigue siendo el de la lnea lateral 5e llama as a una larga cadena de receptores nerviosos situada bajo escamas especiales de los flancos, y que divide en dos cada lado del pe% !stos receptores nerviosos son muy sensibles a las variaciones de presión del agua, captando una amplia gama de vibraciones !l sistema de la lnea lateral constituye un verdadero sentido del &tacto a distancia'6 los peces lo utili%an para orientarse en las corrientes, para locali%ar obstáculos móviles e inmóviles, para escapar de sus depredadores o, por el contrario, para detectar a sus presas !n los tiburones el sentido de la vista es menos agudo que en los peces óseos, pero está compensado por un afinado sentido del olfato .os peces efect$an migraciones más o menos largas y ligadas a la fase crecimiento o reproducción Bigraciones holobióticas: exclusivamente en el mar (arenques) o en agua dulce truchas), o migraciones afibióticas: parte en el mar y parte en agua dulce, pueden estar relacionadas con la reproducción (anguilas y salmón) o no relacionadas con la reproducción (m$joles)
4.1.&. Si%#'a n!,i(%( * ó!2an(% d "(% %n#id(% n anfi-i(%0 *erebelo poco desarrollado Besenc"falo con grandes lóbulos ópticos Cpfisis del dienc"falo vestigial en
Ó!2an(% d "(% %n#id(%0
.os corp$sculos táctiles están distribuidos por toda la piel del animal +bundan en dedos y labios del renacuajo y en los tentáculos bucales de lagunas larvas (Eenopus) 9jos similares a los peces *arecen de campánula de Daller, tienen párpados y en +nuros membrana nictitante *riptobranquios y larvas carecen de párpados *arecen de ojos algunas larvas neot"nicas y los Fpodos 9do con cavidad timpánica, limitada exteriormente por el tmpano >rompas de !ustaquio >ienen odo interno comunicado con la cavidad timpánica por la ventana oval 9lfato muy desarrollado 5entido del gusto en la lengua y paladar con papilas gustativas diferenciadas .a lnea lateral existe en todos los urodelos y en las larvas, sin embargo, en los +nuros sólo la poseen las larvas
4.1.. Si%#'a n!,i(%( * ó!2an(% d "(% %n#id(% n R$#i"%0
!nc"falo más desarrollado .os dos hemisferios cerebrales están totalmente separados *orte%a de sustancia gris rodeando a la sustancia blanca .óbulos olfativos muy desarrollados !n el dienc"falo destaca la gran importancia que adquiere el órgano pineal, formado por el órgano parietal y por la epfisis !l órgano pineal sólo funciona en muy pocos reptiles actuales (tuatara) Goce pares de nervios craneales *erebelo más desarrollado -
Ó!2an(% d "(% %n#id(%0
.os tegumentos son ricos en terminaciones táctiles .a lengua de lagartos y serpientes tambi"n poseen el sentido del tacto, no sólo el gustativo .a serpiente de cascabel posee, entre el ojo y labio superior, un órgano llamado foseta facial que es muy sensible a los rayos infrarrojos (boas y serpiente pitón en los labios y extremo del hocico) 9lfato radica en las fosas nasales !l órgano de Aacobson, son quimiorreceptores, que se encuentran en la boca, a trav"s de los cuales perciben olores (no los tienen Huelonios y *ocodrilos) !n los ojos pueden existir glándulas lacrimales para mantener h$meda la córnea Poseen párpados y membrana nictitante .a retina posee conos y bastones !l odo interno es complicado, se comunica con el tmpano a trav"s de la columnilla .as serpientes no poseen sentido del oido .as tortugas marinas pueden navegar grandes distancias para llegar a una playa a depositar los huevos Puede que utilicen la posición del sol, pero se especulan que detecten campos magn"ticos .a mayora de los ge3os tienen vo%, ciertas especies emiten chirridos e incluso producir ultrasonidos
4.1.4. Si%#'a n!,i(%( * ó!2an(% d "(% %n#id(% n "a% a,%0 !l enc"falo muy similar al de los cocodrilos .os lóbulos olfatorios muy peque#os y los ópticos muy grandes Goce pares de nervios craneales !l cerebelo con dos lóbulos laterales y la vermis en posición media -
Ó!2an(% d "(% %n#id(%:
!l sentido del gusto radica en las papilas gustativas del paladar y bordes de la lengua !l olfato desempe#a un papel casi nulo en la mayora de las aves 9do interno muy complicado y similar al de los mamferos, aunque resiste una menor gama de frecuencias /randes canales semicirculares 7entana oval cerrada por el op"rculo .as dos trompas de !ustaquio se unen y abren en un orificio com$n en el paladar 5entido del odo muy agudo en las aves
.a vista alcan%a gran perfección Gos párpados y membrana nictitante !n el centro de la retina (que posee conos y bastones) existe una depresión o fóvea central, que es el punto de máxima visibilidad (algunas aves, golondrinas y rapaces, poseen dos) 8 A%$c#(% d in#!9% n " c('$(!#a'in#( d "a% a,%0 a7 Mi2!aci(n%0 5e trata de comportamientos muy complejos condicionados por factores internos (innatos) y otros externos, algunos a$n desconocidos +l parecer los niveles hormonales crean esta necesidad e inestabilidad que son la base del impulso migrado 5e desencadena una fuerte tendencia social, diferente a la gen"tica 5e forman grupos de forma progresiva .a dirección del vuelo parece ser innata 5eg$n parece, las que vuelan de da se orientan por el sol y las que vuelan por la noche se orientan por las estrellas corrigiendo su posición con las horas
4.1.3. Si%#'a n!,i(%(% * ó!2an(% d "(% %n#id(% n 'a'/f!(%0 5imilar al resto de vertebrados: eje formado por el enc"falo y m"dula espinal y doce pares de nervios craneales y perif"ricos o raqudeos !nc"falo y cerebelo desarrollo mayor al resto de vertebrados !n los dos hemisferios cerebrales el palio alcan%a un gran desarrollo a causa de la adicción del neopalio Podemos dividirlos en lisec"falos y girenc"falos .a existencia de repliegues supone un aumento de la superficie cerebral y de las neuronas: mamferos pueden adquirir normas de conducta (domesticidad) -
Ó!2an(% d "(% %n#id(%0
Predomina el sentido del olfato (macrosmáticos). Gesarrollo de los lóbulos cerebrales olfatorios 5e locali%a en la parte superior de los orificios nasales Primates y mamferos marinos menos desarrollo (microsmáticos). >ienen receptores táctiles por todo el cuerpo !l gusto en las papilas gustativas y paladar 9jos, excepto en primates, laterales dentro de las cuencas orbitarias y protegidos por los párpados >ienen glándulas lacrimales .a visión en color, principalmente, sólo la poseen los primates, el hombre y los lemures !l odo es muy sensible, está dividido en tres partes: interno (con el órgano de *orti el caracol, el sáculo, utrculo y tres canales semicirculares), medio y externo !l odo externo falta en los Bonotremas y está muy reducido o falta en los Pinnpedos y cetáceos .a movilidad del pabellón auditivo les proporciona una gran precisión para determinar el tipo de sonido .os murci"lagos se guan en la oscuridad por medio de ondas sonoras: lan%an chillidos muy agudos que vuelven al murci"lago en forma de eco6 su cerebro elabora una &imagen sonora' que le permite orientarse hacia su presa
