updated 3:21 PM CET, Dec 9, 2016

Peces fósiles nos pueden ayudar a construir mejores submarinos

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ROV

Los peces poseen un sistema para sentir las ondas de presión en el agua

El océano, que abarca la mayor parte de la superficie del mundo, tiene muchos secretos. Durante más de un año un equipo multinacional ha tratado de encontrar sin éxito al desaparecido vuelo MH370 de Malaysia Airlines en el fondo del mismo. Pero resulta que los fósiles de peces podrían ayudarnos a explorarlo.

Entender el desarrollo de la navegación del sonido en los peces tiene el potencial de mejorar los vehículos submarinos operados a control remoto, como los equipos utilizados en la búsqueda del MH370.

Se está desarrollando un nuevo campo de investigación que pretende convertir nuestro conocimiento de podría llamarse "palaeobiomimicry" - crea estructuras artificiales que imitan un sistema biológico que se puede ver en los fósiles - se encuentra todavía en una fase embrionaria, pero tiene el potencial de proporcionar avances en todo, desde la ingeniería civil a la ropa de alta tecnología. En pocas palabras, el registro fósil es una valiosa fuente de innovación.

sistema de sonar en un fósil de pez

El poder de la selección natural

La palaeobiomimicry tiene un enorme potencial. Todos los animales dependen de sus sentidos para interactuar con el mundo que les rodea. Muchos sistemas artificiales, tales como aviones, submarinos y más recientemente los coches sin conductor, también requieren sistemas que les permitan detectar su entorno. Sin embargo, estos sistemas no pueden funcionar necesariamente a la medida de sus posibilidades en un entorno que cambia rápidamente, porque no pueden adaptarse al mundo que les rodea.

Los sentidos de un organismo difieren de los objetos manipulados en que funcionan dentro de los límites de la presión de selección natural. Pero con sólo estudiar los organismos vivos, sólo da una instantánea de esta optimización. Lo que se necesita es un largo período de tiempo con el fin de ver cómo ha evolucionado una parte en particular de un cuerpo y cómo ha cambiado la optimización. Sólo el registro fósil puede proporcionar eso.

Al igual que un submarino, los peces poseen un sistema para sentir las ondas de presión en el agua producidas por los depredadores y presas, o para evitar los obstáculos. En un submarino esta es una disposición de hidrófonos - sensores que convierten los cambios en la presión del agua en una señal eléctrica. En conjunto, esto se llama un sistema de sonar. En lugar de hidrófonos, los peces tienen un elaborado patrón de tubos y ranuras que albergan muchas células ciliadas de movimiento sensible, llamados línea lateral.

A medida que las delicadas células de pelo se fosilizan, uno puede mirar hacia cómo cambian con el tiempo la función y la forma de estos tubos. El momento ideal para investigar este fenómeno es el período en que un pez se convirtió en los primeros vertebrados terrestres - el período Devónico. Tenemos una buena comprensión de cómo se adaptaron estos organismos durante este período de la evolución - desde la detección de la presión de los peces en el agua a la detección de la presión del aire en la tierra por los vertebrados.

sumergible operado a control remoto

Avances tecnológicos

La paleontología moderna ha sido avanzado enormemente por la introducción de técnicas de exploración de rayos X en tres dimensiones, similar a la exploración CAT utilizada en los hospitales. Con programas de ordenador que analizan y calculan los flujos de fluido a través de cómo han variado las formas de los tubos y ranuras sensoriales en fósiles y peces vivos, será posible descubrir cómo cambia la sensibilidad con tubos de diferentes formas. Esta información podría ser utilizada para crear el primer sistema de sonar artificial de trabajo adaptativo basado en el nuevo concepto de palaeobiomimicry.

El sonar de un pez está contenido en las partes exteriores de la cabeza y el cuerpo. Adaptar un sistema de este tipo en la tecnología podría allanar el camino para reducir drásticamente la cantidad de espacio que ocupan los sistemas de sonar convencionales. También podría ayudar al desarrollo de un aparato que cambia de función con el medio ambiente, tal como los peces utilizan diferentes partes de su sistema de sonar para diferentes propósitos.

Una nueva comprensión de cómo evolucionó el sonar en los peces podría ser utilizada en vehículos submarinos operados a control remoto con fines de búsqueda - tales como los equipos utilizados en la búsqueda del vuelo MH370. También podría ser utilizado para el mantenimiento de instalaciones bajo el agua, en los submarinos para la investigación y la defensa, y en equipos de investigación de topografía acuática.

Los sentidos en peces fósiles son sólo un ejemplo. Mi ejemplo favorito es la investigación que está actualmente en curso en la Universidad de Leeds sobre cómo las escamas de tiburones fósiles ayudan a reducir la fricción en el agua.

Hay un montón de posibilidades. Duncan Wingham, el presidente ejecutivo de Natural Environment Research Council del Reino Unido, advirtió recientemente que la paleontología tendrá que luchar para recibir financiación en un futuro próximo, con el argumento de que entrega a la sociedad un impacto y beneficios directos.