¿Cómo sobreviven estos peces, 'diminutos tanques del Amazonas', a las mordeduras de las pirañas?

cory de tres bandas

El corydora de tres bandas, un pequeño bagre, puede soportar múltiples mordeduras de pirañas

Investigadores de un laboratorio de biomecánica de California organizaron recientemente lo que debería haber sido el partido de jaulas de agua dulce más desigual de todos los tiempos. En un rincón había una piraña de vientre rojo, el terror afilado del Amazonas. En el otro había un corydora de tres bandas (Corydoras trilineatus), un pez gato de aspecto ligeramente tonto de aproximadamente una pulgada de largo.

La piraña empujó al cory hacia una esquina, se abrió de par en par y mordió una, dos, finalmente 10 veces, solo para que el bagre se liberara y se fuera a la deriva sin inmutarse, aunque un poco molesto.

"Ni siquiera es una respuesta de sobresalto, donde se aleja rápidamente", dice Misty Paig-Tran, profesora asociada de ciencias biológicas en la Universidad Estatal de California, Fullerton, con una risita de admiración. "Es como, '¿Qué estás haciendo? Deja de arruinarme el día".

¿Cómo puede este pequeño pez soportar tal abuso? Según una reciente investigación publicada en la revista científica Acta Biomaterialia, el secreto es su armadura: escamas especializadas hechas de colágeno y mineral que golpean por encima de su peso. Los investigadores esperan que los humanos puedan imitar estas escamas para fabricar materiales más fuertes y ligeros, como armaduras corporales.

Nadar otro día

El cory de tres rayas pertenece a un grupo taxonómico llamado bagre blindado y pasa sus días husmeando a lo largo de las orillas arenosas y los fondos fangosos de los ríos del Amazonas y sus afluentes. Utiliza sus bigotes carnosos y llenos de papilas gustativas para buscar comida.

Con una o dos pulgadas de largo, estos peces pueden ser devorados enteros por algunos grandes depredadores, incluidas las nutrias gigantes y los delfines rosados de río. Pero cuando se trata de pirañas, especialmente las más pequeñas que tienden a estar interesadas en el bagre para empezar, las escamas del cory le dan a la criatura la oportunidad de luchar.

En el curso del estudio, se introdujeron corys de tres rayas a pirañas de vientre rojo en cautiverio. Andrew Lowe, ahora asistente de investigación en la Universidad Chapman, pensó que el pronóstico del cory era desalentador: los vídeos de acuaristas alimentando a sus pirañas mascota revelan que un mordisco en el abdomen puede ser suficiente para arrancar las tripas de peces de tamaño similar sin armadura.

Pero los corys se mantuvieron firmes. Ellos ensancharon espinas afiladas en sus aletas pectorales y hacia atrás para forzar a las pirañas a alejarse de la grieta principal en su armadura, el área alrededor de sus branquias, donde una mordida bien colocada puede resultar en decapitación.

pirañas

Las pirañas generalmente golpeaban la cola, pero luchaban por atravesar la armadura del cory. Cuando lo hicieron, tuvieron que morder un promedio de ocho veces para hacer una abolladura en la armadura de la cola. Las pirañas tuvieron aún más dificultades para atravesar las escamas abdominales del cory; solo lo lograron el 20 por ciento de las veces, con un promedio de 10 picaduras hasta la punción.

Tres de las pirañas finalmente se rindieron después de que sus ataques fracasaron, mientras que las otras siete pirañas pudieron despachar a sus presas. Pero eso es con tantas revanchas como quisieran las pirañas y ningún lugar para que el cory escape. En la naturaleza, el agua turbia y las plantas proporcionan muchos lugares para que un pez inteligente se esconda, dice Lowe.

"Solo necesitas mantener tu armadura intacta hasta que la piraña te suelte", dice Paig-Tran. Si pueden escapar sin dañar sus órganos internos, "vivirán para luchar contra otra piraña otro día".

Copiando el cory

A diferencia del pez arcoíris o el pez betta en el aula de la escuela primaria, las escamas del cory no están redondeadas. Se parecen más a una baraja de cartas en abanico, largas y delgadas y dispuestas en dos filas verticales que corren a lo largo de su cuerpo. Y mientras que las escamas de la mayoría de los peces vivos están formadas por odontoblastos, las células que crean nuestros dientes, las escamas del cory se cultivan a partir de los osteoblastos, las células responsables de la formación de huesos.

Estas escamas, también conocidas como escudos, son bastante duras. Pero Lowe dice que en realidad es una parte blanda de la armadura del pez lo que le da una ventaja. Cada escudo está compuesto por dos capas: una superficie dura y mineralizada y una red de tejido de colágeno, la misma proteína que hace que nuestra piel sea elástica y forma el andamiaje de los huesos.

anatomía de las escamas del cory

Imagen: Anatomía de Corydoras trilineatus scutes.

Las superficies duras, particularmente las delgadas, como espejos o platos de comida, son propensas a quebrarse y agrietarse bajo tensión. Si bien la dura capa mineral del escudo hace que sea más difícil para los dientes de la piraña perforar el cory lleno de agujeros, esa capa blanda debajo ayuda a absorber la fuerza de las mordeduras de las pirañas para evitar que la escama se rompa.

Marc Meyers, un ingeniero de materiales de la Universidad de California en San Diego, que no participó en el estudio, describe los resultados de la combinación de jaulas de Lowe's como intrigantes. "La armadura dérmica ha evolucionado muchas veces en la naturaleza", cada una especialmente diseñada para la "carrera armamentista" depredador-presa de la ecología local, dice Meyers. Añadió que estaría ansioso por examinar la nanoestructura de la parte blanda del escudo del cory.

Si el cory es un peso pluma, el peso pesado del Amazonas es el arapaima, que pesa 200 libras y mide hasta seis pies de largo. Meyers y su equipo han estudiado este pez durante una década. La armadura del arapaima utiliza colágeno dispuesto en complicadas láminas en forma de sacacorchos para difundir la presión. El colágeno del cory podría ser como el del arapaima en miniatura, o podría ser una estructura completamente nueva, dice Meyers.

Los seres humanos han intentado descifrar cómo funciona la armadura de pez durante miles de años e incluso la han utilizado para diseñar armaduras. Paig-Tran señala intrincados petos de escamas de pez de la dinastía Han y los escitas como ejemplos de intentos de imitar la naturaleza, un ejercicio conocido como biomimesis.

Hoy en día, los investigadores ven la interfaz dura-blanda en especies de peces como el cory como una plantilla para crear una armadura corporal más ligera y flexible. Equipos de todo el mundo han probado armaduras a escala de pez hechas de polímeros impresos en 3D, vidrio y cerámica perforada, y un grupo del Imperial College de Londres creó recientemente un prototipo de escamas de polímero microdelgadas reforzadas con fibra de carbono que, intactas, resistieron una carga un 46 por ciento más alta que una capa continua del polímero de fibra de carbono.

Paig-Tran dice que no le sorprende que peces como el "pequeño tanque del Amazonas" tengan una aleta sobre los inventores humanos. Después de todo, lo han hecho durante millones de años.

Los ahllasgos se han publicado en Acta Biomaterialia: Scale performance and composition in a small Amazonian armored catfish, Corydoras trilineatus

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero muchas menos lo están pagando. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a pagar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar

×

Subscríbete a las últimas noticias, es gratis.