CIENCIAS NATURALES: Ciencias de la Vida

El gusano de terciopelo lanza baba a gran velocidad como una manguera de jardín

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El proceso por el que un gusano de terciopelo lanza baba a gran velocidad es similar a la oscilación que se produce en una manguera de jardín suelta cuando el agua pasa a través de ella rápidamente, según un trabajo de investigadores de Chile, Costa Rica, Brasil y Estados Unidos. El mecanismo puede tener diversas aplicaciones tecnológicas.

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SINC | | 17 marzo 2015 17:00

<p>Apertura de la papila de <em>Peripatus Solorzanoi</em> obtenida por microscopía electrónica de barrido. La barra es de 100 micras. / Cristiano Sampaio-Costa.</p>

Apertura de la papila de Peripatus Solorzanoi obtenida por microscopía electrónica de barrido. La barra es de 100 micras. / Cristiano Sampaio-Costa.

Investigadores de la Universidad Adolfo Ibáñez de Chile, la Universidad Nacional de Costa Rica, la Universidad de São Paulo de Brasil y la Universidad de Harvard (EE UU) han descrito el mecanismo que utilizan los onicóforos o gusanos de terciopelo para lanzar un chorro de baba a sus agresores o a sus presas en solo 65 milésimas de segundo.

Según explica a Sinc Andrés Concha, primer autor del trabajo publicado en Nature Communications, los gusanos de terciopelo se consideran “fósiles vivientes”, ya que sus principales características se han mantenido sin muchas variaciones durante cerca de 500 millones de años. Además, en biología evolutiva se les considera el enlace entre anélidos y artrópodos.

Estos gusanos cuentan con un mecanismo común, la capacidad de lanzar un chorro de baba a gran velocidad, lo que pueden hacer incluso las especies más pequeñas para defenderse de un agresor o para capturar presas, inmovilizándolas gracias a las fibras que tejen rápidamente cuando lanzan la goma. Esto les permite, por ejemplo, capturar grillos y otros animales pequeños que habitan en maderas semi-descompuestas.

Los gusanos de terciopelo se consideran “fósiles vivientes” ya que se han mantenido sin variaciones durante 500 millones de años

Al contrario de otras especies que mueven activamente sus cabezas para conseguir chorros de fluido oscilantes (como las cobras o las arañas), la cabeza del gusano de terciopelo permanece en una posición fija. Entender el mecanismo que permite a estos lentos gusanos tejer esa malla de goma y capturar a sus presas tan rápido que el ojo humano es incapaz de verlo, ha sido el objetivo de la investigación.

Para ello, han tomado como caso de estudio Peripatus Solorzanoi, una especie de gusano de terciopelo gigante que habita en la selva en Costa Rica. Los investigadores analizaron la cinemática del proceso utilizando cámaras de alta velocidad y concluyeron que el gusano “no necesita control neuromuscular en las papilas para generar estos movimientos tan rápidos”. El movimiento se produce realmente con una acción similar a la de una jeringuilla. El análisis teórico sugiere que es resultado de la inestabilidad, debido a una competición entre la inercia del fluido y la resistencia elástica, similar a la oscilación que se produce en una manguera de jardín suelta cuando el agua pasa a través de ella rápidamente.

“Para los biólogos, la descripción del sistema completo de eyección de la goma es muy importante, ya que la anatomía de este sistema estaba mal descrita desde los años 40 hasta nuestros días”, apunta Concha.

Al contrario de otras especies, la cabeza del gusano de terciopelo permanece fija al lanzar el chorro

Aplicaciones tecnológicas

El sistema descrito por los investigadores puede tener distintas aplicaciones tecnológicas. Por ello, han tratado de imitarlo. “Una vez que entendimos el mecanismo, lo imitamos utilizando elementos estándar de microfluídica y fabricamos un micro-túbulo flexible que imita a la papila y oscila espontáneamente cuando un líquido pasa rápido por su interior”. El equipo científico realizó simulaciones computacionales para comparar el resultado experimental con el modelo matemático propuesto, y encontraron una excelente similitud entre ambos.

“Es muy interesante que una inestabilidad mecánica genere la oscilación de las papillas del gusano y le permita tejer una trampa para capturar presas en tiempo récord”, agrega el investigador. Además, inspirados en este proceso, han determinado que es posible hacer oscilar microtúbulos sin necesidad de un mecanismo externo. “Esto tiene un sin fin de aplicaciones en microfluídica. Por ejemplo, para generar gotas a gran velocidad, tejer fibras rápidamente o simplemente mejorar la mezcla de dos componentes utilizando un microtubulo como inyector”, concluye.  

Referencia bibliográfica

Concha, A., Mellado, P., Morera-Brenes, B., Sampaio Costa, C., Mahadevan, L. y Monge-Nájera, J. (2015). “Oscillation of the velvet worm slime jet by passive hydrodynamic instability”. Nature Communications, 6:6292, DOI: 10.1038/ncomms7292

Zona geográfica: Latinoamérica
Fuente: DiCYT

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