Para entender el mercado inmobiliario del cangrejo ermitaño, el biólogo Mark Laidre, del Dartmouth College, tuvo que ser creativo. Los cangrejos siempre quieren mudarse a un caparazón más grande y mejor, pero tener un buen alojamiento también conlleva riesgos. A veces, los cangrejos se alían para sacar a un habitante de un caparazón especialmente apetecible. Si tienen éxito, la concha es rápidamente reclamada por el miembro más grande de la banda, dejando otra concha libre para que la ocupe un cangrejo ligeramente más pequeño, y así sucesivamente hasta que todos hayan mejorado.

Para evaluar mejor la relación entre el tamaño del caparazón y la capacidad de defensa, Laidre colaboró con un ingeniero para crear la máquina de desalojo del cangrejo ermitaño, un dispositivo que se aferra a un caparazón ocupado y mide la fuerza que necesita un científico para sacarlo (los cangrejos no sufren daños ni quedan desamparados). Se trata básicamente de una célula de carga portátil que puede sobrevivir al sol, la arena y la humedad del campo.

La fuerza necesaria para desalojar a un cangrejo ermitaño es una medida importante, porque aferrarse a sus hogares es cuestión de vida o muerte para estos animales. "Si son desalojados, hay muchas probabilidades de que lo que quede al final de una de esas cadenas sea algo demasiado pequeño para que puedan siquiera entrar", dice Laidre. En su zona de campo, en una playa de Costa Rica, un cangrejo sin hogar puede sucumbir rápidamente a los depredadores o al calor: "En cierto sentido, eres carne muerta".

Estudiar la mente de otros animales conlleva un reto al que los psicólogos humanos no suelen enfrentarse: los sujetos no pueden decir lo que piensan. Para obtener respuestas de los animales, los científicos tienen que idear experimentos creativos para saber por qué se comportan como lo hacen. A veces esto requiere diseñar y construir equipos experimentales desde cero.

Los artilugios de bricolaje que crean los científicos del comportamiento animal van de lo ingeniosamente sencillo a lo increíblemente complejo. Todos ellos están diseñados para ayudar a responder preguntas sobre la vida y la mente de especies concretas, desde insectos hasta elefantes. ¿Necesitan las abejas dormir bien? ¿Qué encuentran sexy las arañas saltadoras? ¿Les gustan los rompecabezas a los halcones? Para este tipo de preguntas, no basta con un equipo estándar.

La máquina de desalojo se inspiró en la curiosidad de Laidre por los cangrejos. Pero a veces las nuevas preguntas sobre los animales se inspiran en un dispositivo o una tecnología intrigantes, como ocurrió con otro invento de Laidre: la sala de escape del cangrejo ermitaño (más información a continuación). La clave, dice Laidre, es asegurarse de que la pregunta que se hace es relevante para la vida de los animales.

He aquí cinco artilugios construidos a medida por científicos para ayudarles a entender la vida y la mente de los animales que estudian.

La caja de innovación del halcón

Las inteligentes aves de las familias de los loros y los cuervos son las estrellas de los estudios científicos sobre la inteligencia aviar. Ahora estos sabelotodos tienen un nuevo y sorprendente rival: el halcón. Las rapaces no son conocidas por su creatividad a la hora de resolver problemas, pero la ecóloga del comportamiento Katie Harrington, de la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, sospechaba que los halcones caracara estriados que había observado en una remota isla de las Malvinas eran diferentes. "Les interesa mucho investigar las cosas", dice. "Son aves muy inteligentes en general".

Para poner a prueba su inteligencia, Harrington se inspiró en una "area de juegos de innovación" (izquierda), diseñada para las cacatúas de Goffin, aves de la familia de los loros conocidas por su capacidad para resolver problemas. Se trata de un conjunto semicircular de 20 cajas de plástico transparente que contienen rompecabezas que requieren distintas soluciones para liberar recompensas como anacardos o granos de maíz. Transportar el área de juegos, de dos metros de ancho, a las Malvinas no era una opción. Así que Harrington diseñó una "caja de innovación" de 16 pulgadas de ancho sujeta a un tablero de madera, con ocho compartimentos y rompecabezas adaptados de los estudios sobre cacatúas.

A los pájaros les encantó. "Hacíamos que los caracaras corrieran a toda velocidad para participar", dice Harrington. El reto consistía en mantener alejadas a otras aves mientras una trabajaba en la caja. Los pájaros eran capaces de resolver los rompecabezas, que consistían en hacer sonar un tablón para derribar un trozo de cordero o sacar una ramita de debajo de una plataforma con cordero. Incluso fueron capaces de resolver uno complicado en el que tenían que hacer un agujero en un trozo de pañuelo de papel que ocultaba la golosina, una tarea que se les resistía a algunas cacatúas.

De hecho, 10 de los 15 halcones resolvieron todos los rompecabezas, la mayoría en dos sesiones con la caja. Así que Harrington diseñó ocho nuevas tareas más difíciles, pero pronto se dio cuenta de que algunas requerían movimientos poco naturales para las aves. Piensa seguir intentando encontrar tareas que revelen de lo que son capaces física y mentalmente. "Están totalmente dispuestos a mostrárnoslo", dice, "siempre que podamos diseñar cosas que sean lo suficientemente buenas como para permitirles mostrárnoslo".

Para probar la capacidad de aprendizaje de los mapaches salvajes urbanos de Laramie (Wyoming), Stanton y su equipo construyeron una serie de "cajas inteligentes" que desplegaron en las afueras de la ciudad, cada una con una antena para identificar a los mapaches que previamente habían sido capturados y a los que se les había colocado un microchip. Dentro de la caja, los mapaches encontraban dos grandes botones -procedentes de un proveedor de máquinas recreativas- que podían pulsar, uno de los cuales les daba una recompensa. Escondida en un compartimento separado, una placa de ordenador Raspberry Pi de bajo coste, alimentada por una batería de motocicleta, registraba qué botones pulsaban los mapaches y activaba el botón de recompensa en cuanto hacían nueve de 10 elecciones correctas. Un motor hacía girar un disco con agujeros bajo un embudo para dispensar la recompensa de croquetas de perro.

Muchos mapaches -y algunas mofetas- se mostraron sorprendentemente dispuestos a participar, lo que dificultó la obtención de datos precisos. "Tuvimos varios mapaches metiéndose en el dispositivo al mismo tiempo, como tres o cuatro animales intentando competir por entrar en él", explica Stanton. También tuvo que utilizar un adhesivo más fuerte para sujetar los botones después de que algunos mapaches especialmente entusiastas los arrancaran. (Había colocado algunas croquetas dentro de los botones transparentes para animar a los animales a pulsarlos).

Sorprendentemente, las cajas inteligentes revelaron que los mapaches más tímidos y dóciles eran los que mejor aprendían.

El rastreador ocular de la araña saltadora

Lo que más intriga de las arañas saltadoras a la ecóloga del comportamiento Elizabeth Jakob es su comportamiento. "Parecen muy curiosas todo el tiempo", dice. A diferencia de otros arácnidos, que pasan la mayor parte del tiempo inmóviles en sus telarañas, las arañas saltadoras están en movimiento, cazando presas y cortejando a sus parejas. A Jakob le interesa lo que ocurre en sus cerebros del tamaño de una semilla de sésamo. ¿Qué les importa a estas diminutas arañas?

En busca de pistas, Jakob observa sus ojos, sobre todo los dos principales, que tienen una aguda visión en color, a través de sus retinas en forma de bumerán. Para ello utiliza un instrumento evolucionado a partir de un oftalmoscopio que se modificó especialmente para estudiar los ojos de las arañas saltadoras hace más de medio siglo. Generaciones de científicos, entre ellos Jakob y sus alumnos de la UMass Amherst, se han basado en este diseño para transformarlo poco a poco en un minicine que sigue el movimiento y la torsión de los tubos retinianos detrás de los ojos principales de las arañas.

Se ata a una araña delante del rastreador mientras se proyecta un vídeo de, por ejemplo, la silueta de un grillo, a través de las lentes del rastreador en los ojos de la araña. Al mismo tiempo, un haz de luz infrarroja se refleja en las retinas de la araña, vuelve a través de las lentes y es grabado por una cámara. La grabación de esos reflejos se superpone al vídeo, mostrando exactamente lo que miraba la araña. Jakob descubrió que, para una araña saltadora, lo único más interesante que una posible cena de grillos es una mancha negra cada vez más grande. ¿Podría ser un depredador que se acerca? Los ojos secundarios de menor resolución de la araña captan la mancha en la esquina de la pantalla de vídeo y hacen que los ojos primarios se alejen del grillo para ver mejor.

El rastreador ocular de Jakob también ha inspirado experimentos creativos de otros científicos. El ecólogo visual Nate Morehouse, de la Universidad de Cincinnati, utilizó el rastreador para revelar que a las hembras de una especie de araña saltadora no les interesan tanto las llamativas máscaras rojas y las brillantes patas verdes de los pretendientes masculinos. "Saber qué es lo que realmente les importa es realmente interesante", afirma Jakob.

El scape room del cangrejo ermitaño

Los cangrejos ermitaños no sólo se conforman con la mejor concha de caracol vacía que encuentran, también remodelan sus hogares. Las conchas de los cangrejos ermitaños mejoran con el tiempo, ya que cada habitante realiza mejoras en su hogar, como ensanchar la entrada o crear un interior más abierto y espacioso.

Mark Laidre, de Dartmouth, lleva más de una década estudiando los cangrejos y sus preferencias de caparazón. Así que cuando se dio cuenta de que podía utilizar una máquina de rayos X micro-CT para crear un escáner digital tridimensional de un caparazón, empezó inmediatamente a imaginar las posibilidades experimentales. Para comprender mejor las elecciones de los cangrejos, escaneó caparazones que claramente les gustaban y los modificó antes de imprimirlos en plástico en 3D. "Podíamos añadirles pequeños elementos que cambiaban la arquitectura externa o interna", explica Laidre.

A continuación, planteó un dilema a los cangrejos. Se les colocó solos dentro de una caja con una pequeña salida y se les dio a elegir entre dos caparazones: uno muy bonito y espacioso pero con pinchos añadidos en el exterior para que los cangrejos no cupieran por la salida, y otro por el que sí cabrían pero con incómodas protuberancias espinosas añadidas en el interior. ¿Sabrían cómo salir? "Se trataba de un scape room", dice Laidre.

Cuando no estaban atrapados, los cangrejos preferían el cómodo caparazón con protuberancias en el exterior, con las pinzas hacia abajo. Pero los cangrejos ermitaños son animales sociales que prefieren estar con otros cangrejos, lo que les da motivación para escapar del confinamiento solitario. Al final del día, más de un tercio de los cangrejos atrapados se dieron cuenta de su situación, abandonaron el caparazón de mala muerte y escaparon.

Resolver un problema completamente nuevo requiere una cierta capacidad mental que no suele reconocerse a los cangrejos. Y Laidre sospecha que esa capacidad cognitiva puede ser lo que separó a los que lograron escapar de los que no lo consiguieron.

La abeja insome

Las personas somnolientas suelen ser malas comunicadoras. El entomólogo Barrett Klein, de la Universidad de Wisconsin-La Crosse, quería saber si lo mismo ocurría con las abejas melíferas somnolientas. Estos insectos sociales tienen un sofisticado sistema de comunicación, basado en una especie de danza mientras vuelan, con el que indican a otras abejas dónde encontrar néctar. ¿Son peores las abejas cansadas? Para averiguarlo, Klein necesitaba una forma de mantener a las abejas despiertas toda la noche.

Pensó en sacudir la colmena, pero las abejas saldrían volando furiosas. Quería evitar que algunas abejas se durmieran mientras el resto dormía plácidamente, para poder comparar sus bailes al día siguiente. Klein pensó en poner abejas individuales en frascos que se agitarían periódicamente, pero no podía estar seguro de si los cambios en su danza se debían a la somnolencia o al aislamiento. También pensó en pinchar a las abejas, dirigirles chorros de aire o incluso proyectarles rayos infrarrojos en la cara. "Intenté hacer eso con todas estas abejas mirando en todas direcciones diferentes", dijo Klein. "Sería una locura".

Al final decidió utilizar imanes de neodimio y tierras raras para empujar a las abejas que tenían obleas de metal pegadas entre las alas con resina de pino. "Tenía que hacer una colmena estrecha, con un cristal de sólo dos milímetros de grosor a cada lado, y que los imanes estuvieran muy cerca, pero sin tocar ni rozar el cristal", explica Klein. El mayor inconveniente de este artilugio, bautizado como Insominator, era que Klein tenía que pasarse la noche en vela haciendo rodar los imanes de un lado a otro de la colmena tres veces por minuto, privándose de dormir tanto como sus abejas.

Pero valió la pena: descubrió que las abejas somnolientas son bailarinas descuidadas. Hacían danzas más cortas y menos precisas en cuanto a la dirección, un error de comunicación que podría enviar a sus compañeras de colmena a una búsqueda sin flores. En un estudio de seguimiento, Klein demostró que a otras abejas no les impresionaban las exhibiciones somnolientas y se marchaban enseguida en busca de mejores bailarinas.

Afortunadamente, desde entonces ha mejorado el Insominator para que los imanes rueden automáticamente.

Betsy Mason es una periodista científica independiente y editora radicada en el área de la Bahía de San Francisco.