Los patinadores marinos son una súper fuente de inspiración

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patinadores marinos

Los insectos necesitan un conjunto especializado de adaptaciones para sobrevivir en el océano

Los pequeños patinadores marinos (en inglés sea skaters, en español "mulitas de agua", o simplemente "mulitas"), como pioneros de los insectos marinos, pueden guardar el secreto para desarrollar materiales mejorados repelentes de agua.

Un estudio de la KAUST también proporciona información sobre las características físicas del insecto, incluidos los pelos y el revestimiento ceroso que cubren su cuerpo, y su movimiento para evadir los peligros del mar.

"Nuestro estudio multidisciplinario es el primero de su tipo en investigar dos especies de patinadores marinos, el Halobates germanus que habita en el océano, y un pariente costero, H. hayanus", dice Gauri Mahadik en el Centro de Investigación del Mar Rojo, quien trabajó en el estudio con colegas, bajo la supervisión de Himanshu Mishra, Carlos Duarte y Sigurdur Thoroddsen.

"Queríamos entender cómo habían evolucionado estos insectos para sobrevivir en ambientes marinos hostiles donde otros fallaron".

Ante las olas rompientes, la radiación ultravioleta, la lluvia, el agua salada y las aves y peces depredadores, los insectos necesitan un conjunto especializado de adaptaciones para sobrevivir en el océano. El equipo capturó las dos especies de Halobates del Mar Rojo y las lagunas costeras de manglares en la KAUST y las aclimató a un ambiente de acuario.

"Es difícil mantener Halobates marinos en el laboratorio, y hubo considerables pruebas y errores antes de hacerlo bien", dice Mahadik. "Estos insectos son caníbales, por lo que era importante mantenerlos bien alimentados. Pasamos horas tratando de filmar sus comportamientos naturales en película porque saltan mucho".

Los investigadores utilizaron equipos de imágenes de alta resolución, incluida la microscopía electrónica y la videografía ultrarrápida, para estudiar los variados vellos corporales, el comportamiento de aseo y los movimientos de los insectos mientras evadían las gotas de lluvia simuladas y los depredadores. El cuerpo del insecto está cubierto de pelos de diferentes formas, longitudes y diámetros, y secreta un cóctel ceroso altamente repelente al agua que utiliza para acicalarse.

"Los pelos más pequeños tienen forma de palos de golf y están apretados para evitar que entre agua. Esta capa peluda, si el insecto se sumerge accidentalmente, lo encierra en una burbuja de aire, ayudándole a respirar y resurgir rápidamente", dice la coautora Lanna Cheng, de la Institución de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego.

"En su estado de reposo, ni siquiera el cinco por ciento de la superficie total de la pata del insecto está en contacto con el agua; por lo tanto, prácticamente flota en el aire", dice Mishra.

salto del Halobates

Imagen: El insecto "empuja" la superficie del agua para maximizar un salto de alta velocidad que tiene varias longitudes de cuerpo

Si las gotas de agua caen sobre la criatura o, como el equipo de KAUST captó en cámara, el insecto salta y da saltos mortales para arrojar las gotas. Los investigadores se sorprendieron por lo rápido que se movió para evadir a los depredadores y las olas entrantes.

"Mientras despegaba de la superficie del agua, observamos que H. germanus acelera a alrededor de 400 m/s2", dice Thoroddsen. Compare esto con un guepardo o Usain Bolt, cuyas aceleraciones máximas disminuyen a 13 m/s2 y 3 m/s2, respectivamente. Esta extraordinaria aceleración se debe al pequeño tamaño del insecto y a la forma en que presiona la superficie del agua, como si se tratara de un trampolín, para impulsar su salto".

La cera secretada por el insecto es de gran interés para los científicos de materiales del equipo, que están explorando nuevos enfoques para las tecnologías repelentes de líquidos. Las estructuras de pelo del insecto también informan el diseño de nuevos materiales.

"Inspirado por los pelos en forma de hongo del Halobates, mi grupo está desarrollando tecnologías más ecológicas y de bajo costo para reducir el arrastre por fricción y las incrustaciones de membrana", dice Mishra.

Artículo científco: Superhydrophobicity and size reduction enabled Halobates (Insecta: Heteroptera, Gerridae) to colonize the open ocean

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