Los insectos que catapultan sus heces en forma de gotas ¡®superpropulsadas¡¯ para ahorrar energ¨ªa

La escala en el mundo de los insectos es vital para su funcionamiento, tanto que incluso determina su vida, aunque la l¨®gica en el plano diminuto de estos animales puede sonar contraintuitiva en el d¨ªa a d¨ªa humano. Pero al estudiarlos, su f¨ªsica revela mecanismos fascinantes. Por ejemplo, que unas chinches hayan conseguido controlar sus propios excrementos, lanz¨¢ndolos en singulares gotas, que catapultan a velocidades incre¨ªbles lo m¨¢s lejos posible de donde se alimentan. Es una adaptaci¨®n que permite a estos insectos saltahojas optimizar recursos: logran que el nutriente obtenido sea m¨¢s rico que el coste de conseguirlo, y adem¨¢s resulta en una estrategia para conservar energ¨ªa y mantener alejados a los depredadores.

Un estudio, que se publica hoy en la revista Nature Communications, se centra en la forma en que estos insectos (cicad¨¦licos) han conseguido dar con este modelo perfeccionado de ¡°superpropulsi¨®n¡± de heces, hasta el punto de que los ingenieros que lo estudian lo celebran como el m¨¦todo ¡°¨®ptimo¡±. El investigador principal del estudio, Elio Challita, detalla c¨®mo los insectos saltahojas utilizan la superpropulsi¨®n de gotas para eliminar grandes vol¨²menes de sus desechos, ¡°hasta 300 veces su propio peso corporal al d¨ªa¡±, frente al 2,5% de los seres humanos. Para el cient¨ªfico, del Instituto Tecnol¨®gico de Georgia, en Atlanta (Estados Unidos), lo sorprendente es el proceso: las chinches obtienen energ¨ªa de fuentes de mala calidad de la planta, savia de ¨¢rboles y ra¨ªces, donde ¡°solo un 5% de lo que consumen les resulta ¨²til nutritivamente¡±.

Que sean capaces de sobrevivir con esta dieta es como conseguir l¨ªquido en medio de un desierto, apunta Saad Bhamla, coautor y director del laboratorio especializado en insectos de la misma universidad norteamericana: ¡°Estos insectos milim¨¦tricos emplean grandes m¨²sculos de succi¨®n en su cabeza, un aparato hiperdesarrollado, para extraer y filtrar monumentales vol¨²menes de l¨ªquido vegetal, y tambi¨¦n un sistema digestivo eficaz para expulsarlo¡±. Para el investigador, estos insectos son ingenieros natos, ya que con su estrategia ¡°realmente resuelven un complejo problema de bioqu¨ªmica, conservar energ¨ªa, y eso es fascinante¡±. En el trabajo apuntan a una ecuaci¨®n: la energ¨ªa que requiere extraer comida debe salir a cuenta, gastar menos de la que obtiene.

Los insectos estudiados han conseguido dominar la f¨ªsica de la tensi¨®n superficial como los mejores cient¨ªficos de ¨¦lite, detalla Challita con asombro: ¡°Consumen nutrientes y luego los expulsan, no en chorro como otros animales mayores, sino en gotas, ya que les resulta m¨¢s rentable energ¨¦ticamente, requiere menos esfuerzo¡±. El autor describe que, a la escala de estas chinches, las gotas de agua son compactas, como se puede ver en las pel¨ªculas de animaci¨®n de 1998 Antz: Hormigaz (DreamWorks) o Bichos, una aventura en miniatura (Pixar), similares a ¡°una pelota de pl¨¢stico¡±, que se balancea y deforma, que posee su propia energ¨ªa. La investigaci¨®n destaca c¨®mo los insectos son capaces dominar con su ano la energ¨ªa que posee la gota al tensionarse; la genera, la excreta y la lanza como una pelota de b¨¦isbol, aprovech¨¢ndose de su potencial para llegar m¨¢s lejos.

En las propias palabras de los cient¨ªficos: ¡°Superpropulsan sus heces¡±. Bhamla traza un s¨ªmil con una pelota de v¨®leibol que se dirige hacia alguien y la aprovecha para lanzarla todav¨ªa m¨¢s lejos. Challita ahonda: ¡°Nos dimos cuenta de que este insecto hab¨ªa desarrollado un resorte y una palanca como una catapulta, y que pod¨ªa usar esas herramientas para lanzar gotas de orina repetidamente a grandes velocidades¡±. Una catapulta que acelera su proyectil a 40Gs, diez veces m¨¢s que los coches de carreras, para lanzarlo a varios cuerpos de distancia. Los investigadores reconocen que nunca han medido la longitud m¨¢xima a la que pueden disparar esas gotas.

Esta secreci¨®n tiene unas caracter¨ªsticas especiales: es pegajosa, pero a la vez que el insecto se puede deshacer de ella, y en la proporci¨®n exacta que necesita para poder manipularla. Los autores creen que este conocimiento resultar¨¢ ¨²til para el dise?o de estructuras autolimpiables, regad¨ªo de precisi¨®n y motores rob¨®ticos blandos inspirados en insectos.

?Por qu¨¦ estudiar algo tan aparentemente irrelevante como las heces de los insectos? Los autores de la investigaci¨®n explican que, pese a que puedan parecer inofensivas, un enjambre de chinches miccionando simult¨¢neamente es peligroso para las cosechas, como las de vino en California, donde trabaja otro de los integrantes del equipo. Bhamla abunda: ¡°Lo que no entendemos es que nadie m¨¢s est¨¦ fascinado, ?c¨®mo no pueden resultarles incre¨ªbles los insectos a todo el mundo?¡±. ¡°Lo m¨¢s mundano puede ser maravilloso¡±, reflexiona en voz alta el autor durante la charla TED ligada a la investigaci¨®n.

¡°En el mundo animal no hay dise?o, hablamos de evoluci¨®n¡±, precisa Jos¨¦ Luis Maestro Garriga, del Instituto de Biolog¨ªa Evolutiva UPF-CSIC en Barcelona, que no ha participado en este trabajo. El entom¨®logo, especializado en cucarachas, detalla c¨®mo la investigaci¨®n apunta a la capacidad evolutiva de estas chinches para que sobrevivan en un nicho ecol¨®gico: ¡°Est¨¢n sorprendentemente bien adaptadas, los insectos viven con los recursos que consiguen¡±.

La biodiversidad de los insectos es casi infinita. Se han descrito un mill¨®n de especies, aunque se calcula que aproximadamente existen 3 o 4 veces m¨¢s. Es una riqueza que adem¨¢s esconde ¡°un ¨¦xito evolutivo¡±, celebra Maestro, ¡°porque todas estas especies han desarrollado su propia manera de adaptarse a su entorno¡±. La p¨¦rdida de biodiversidad, para el investigador, no solo es una tragedia para el patrimonio natural del mundo, sino que adem¨¢s es un desastre para el conocimiento cient¨ªfico.

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