Para Martin Nweeia, el narval -una misteriosa ballena con un colmillo descentrado- es mucho más interesante que el mítico unicornio.
Ahora, ocho años después de que describiera el característico colmillo del narval como un órgano sensorial, la fascinante criatura está siendo enfocada. Nweeia y sus colegas han trazado una ruta sensorial entre ese diente en espiral y el cerebro del narval, mostrando de paso cómo el animal puede utilizar su colmillo para averiguar su entorno.
Dentista en ejercicio en Connecticut e instructor clínico en el Departamento de Odontología Restauradora y Ciencias de los Biomateriales de la Facultad de Odontología de Harvard, Nweeia se define a sí mismo como «un niño curioso» cuyo interés por la antropología dental -los dientes de las personas a lo largo de la historia evolutiva- le llevó a estudiar, por ejemplo, el colmillo del elefante y otras variantes de dientes en animales. Pero durante más de una docena de años ha estado persiguiendo a los narvales en su hábitat nativo a medio camino entre el Círculo Polar Ártico y el Polo Norte.
Cuanto más estudiaba Nweeia a los narvales, menos sentido parecían tener.
Un diente en espiral se proyecta a través del labio superior a unos extravagantes nueve pies de un solo lado de la cabeza del macho. Es un diente, no una cornamenta con diferencias de tamaño basadas en el sexo bien conocidas en el reino animal.
Otro diente permanece incrustado en el otro lado de la boca del narval, una asimetría que no se encuentra en ningún otro lugar de la naturaleza. Los embriones masculinos de narval tienen ocho pares de dientes en su boca en desarrollo, pero sólo se forman dos pares después del nacimiento, con un par formando los colmillos. Por lo general, sólo uno de estos dientes se convierte en el colmillo característico.
El mundo de la investigación de los narvales implica expediciones al extremo norte de la isla de Baffin, donde Nweeia se posa en los témpanos de hielo o en los campamentos de la costa, se pone un traje seco para vadear en aguas de 36 grados, desafía vientos de 120 mph y observa con cautela a los osos polares. Al principio de su ardua carrera de 14 años de expediciones, Nweeia y sus colegas descubrieron que el colmillo del narval es la estructura inversa de un diente humano: Tiene una varilla rígida en el centro rodeada por una capa exterior flexible que contiene túbulos porosos.
«Todo esto va en contra de todas las reglas y propiedades que uno aprendería sobre los dientes, si fuera a la facultad de odontología», dijo Nweeia.
En 2005, él y sus colegas, entre los que se encontraba Peter Hauschka, profesor asociado de biología del desarrollo del HSDM en el Hospital Infantil de Boston, informaron en una conferencia de que el colmillo del narval es un órgano sensorial, que proporciona información sobre su entorno oceánico helado. Ahora un artículo, publicado en el número de abril de la revista Anatomical Record, traza el camino de la sensación al cerebro utilizando la anatomía, la histología, la genética y la neurofisiología.
El equipo de Nweeia encontró nervios, tejidos y genes en la pulpa del colmillo del narval que son conocidos por su función sensorial y que ayudan a conectar el colmillo con el cerebro. Armado con este nuevo modelo, Nweeia necesitaba confirmar que la información sensorial se transmite realmente a lo largo de esta vía al cerebro desde el colmillo en los narvales vivos.
El equipo puso a prueba esta hipótesis deslizando una «chaqueta de colmillo» -un tubo transparente sellado con espuma en cada extremo- sobre un narval que había nadado en aguas de Baffin, todavía frías en agosto.
El estímulo era agua, con alto o bajo contenido en sal, que se deslizaba a través del tubo y sobre el colmillo en pruebas separadas. La respuesta fue un cambio en el ritmo cardíaco, medido por un monitor Holter, el mismo dispositivo portátil que la gente lleva cuando sus médicos quieren documentar los ritmos cardíacos. El equipo enganchó electrodos en la piel de los narvales, tomó medidas de la frecuencia cardíaca y luego liberó a los animales ilesos después de menos de 30 minutos.
Los científicos midieron los cambios en la frecuencia cardíaca y encontraron cambios significativos dependiendo de la salinidad del agua.
¿Por qué sería importante la variación de la salinidad del agua? Un animal que vive en un entorno oceánico en constante cambio con la formación de hielo es fundamental para el éxito de la especie, conjeturaron los investigadores. Nweeia ha llegado a la conclusión de que el colmillo del narval percibe las variaciones en la salinidad de las aguas oceánicas como una posible forma de demostrar su aptitud a las hembras. Esta capacidad podría ayudar a los machos a encontrar a las hembras en celo, o ayudar a localizar alimentos esenciales para los narvales recién nacidos.
La salinidad del agua era el estímulo sensorial, que desencadenaba señales al cerebro y luego provocaba cambios de respuesta en el ritmo cardíaco, explicó Nweeia.
«Este es el primer diente que se ha demostrado mediante pruebas in vivo que tiene una función sensorial a una variable normal en su entorno», dijo.
Nweeia nos recuerda que nuestros dientes también son sensibles, pero al igual que en otros mamíferos, esto se ha documentado sólo después de un daño significativo o enfermedad. Los dientes humanos pueden sentir el frío, el calor o el dolor, sobre todo cuando han quedado expuestos tras un daño en la dura capa exterior.
Los libros de texto de odontología presentan la teoría hidrodinámica de la sensibilidad dental, atribuida a Martin Brannstrom, que sostiene que los cambios en el fluido dentro de los túbulos de la capa de dentina provocan variaciones en la presión que llegan a los nervios de la pulpa dental. Brannstrom planteó la hipótesis de que los dientes son capaces de detectar la temperatura, la presión, los gradientes de partículas y las sensaciones táctiles.
Los próximos pasos del grupo de Nweeia, Narwhal Tusk Research, son completar un estudio de 12 años en el que se recogen los conocimientos tradicionales de los inuit sobre el narval y encontrar un vínculo evolutivo con la microestructura del colmillo.
Mientras tanto, Nweeia continúa con su trabajo diario de odontólogo general en su consulta de Sharon, Connecticut.
«Imagínese: La exploración, la maravilla y el misterio están todos envueltos en este magnífico colmillo en espiral y órgano sensorial», dijo.
Este estudio fue financiado por las subvenciones 0739858, 0839989, 0756708, 0701534, 0646872 y 0630561 de la National Science Foundation. La Escuela de Medicina Dental de Harvard, el Museo de Zoología Comparada de Harvard, la Smithsonian Institution, The Explorers Club, Castle & Harlan Inc., NSERC, el Departamento de Pesca y Océanos de Canadá y la Junta de Gestión de la Vida Silvestre de Nunavut han aportado financiación adicional.