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updated 10:21 AM CET, Dec 11, 2017

El pez arquero es también un increíble campeón de saltos

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fases del salto de un pez arquero

La hidrodinámica del movimiento puede mejorar el diseño de vehículos submarinos

El pez arquero (Toxotes microlepis) lanza chorros de agua bien dirigidos para aturdir a sus presas de insectos - pero ese no es el único truco en su arsenal de caza.

Cuando escupir no acaba el trabajo, los peces se ciernen por debajo de su presa y luego de repente saltan del agua. Recientemente, los científicos capturaron vídeo de alta velocidad de los peces saltando, documentando las técnicas de aleta y cola que impulsan a los peces hacia arriba.

El análisis de los movimientos corporales del pez arquero sirvió para comprender cómo podían saltar tan alto - más del doble de su longitud corporal - para alcanzar a sus presas. Entender la biomecánica del salto del pez podría ayudar al diseño de robots que también podrían "saltar" desde el agua subacuática y salir al aire, escribieron los científicos en un nuevo estudio.

Escupir a la presa es la técnica depredadora más conocida del arquero, pero no siempre les sirve bien cuando tienen mucha competencia de otros peces, explica la coautora del estudio, Alexandra Techet, profesora asociada de mecánica e ingeniería oceánica en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

"El que está escupiendo está prestando atención a lo que está por encima de la superficie y puede perder de vista a la presa, por lo que no siempre es el que la captura", explicó Techet.

Sin embargo, un pez que brinca es con frecuencia exitoso en alcanzar su comida, capturando la presa el 70 por ciento del tiempo, según el nuevo estudio.

"Es bastante impresionante lo bien adaptados que están - ajustando sus estrategias de alimentación y captura de presas a su entorno competitivo", dijo Techet.

Mira antes de saltar

Para el estudio, Techet y sus colegas registraron vídeo de alta velocidad de peces individuales mientras saltaban a un cebo suspendido sobre su acuario, con sabrosos bocados colgando en alturas hasta tres veces la longitud del cuerpo del pez. Ellos "entrenaron" a los peces para que sólo saltaran - no escupieran - quitando el cebo cada vez que los peces lo escupieron, hasta que los peces saltaran constantemente cada vez que veían los alimentos colgantes.

"Están en parada muerta en la superficie, mirando hacia arriba, ven el cebo, empiezan a patear la cola hacia adelante y hacia atrás, y luego saltan casi directamente del agua y agarran el cebo", dijo.

Los tiburones, los delfines y las ballenas pueden saltar del agua, pero típicamente generan velocidad y fuerza nadando desde las profundidades, creando impulso para un gran salto. En comparación, los saltos de los arqueros salen de una posición casi estacionaria justo debajo de la superficie del agua.

"Así que, en realidad, son peces únicos", dijo Techet.

fases del salto de un pez arquero

Movimientos coordinados

El vídeo de alta velocidad reveló cómo cambiaban los movimientos corporales del arqueruelo con la trayectoria en el aire: cuantos coletazos de cola por salto, cómo cambiaba la forma del cuerpo y cómo variaba la aceleración o velocidad de la cola de colgajo a colgajo, escribieron los autores del estudio.

movimiento de la cola durante el salto de un pez arqueroTambién observaron a los peces cuando saltaban de un tanque sembrado con pequeñas partículas iluminadas por luz láser, visible sólo en el infrarrojo cercano. Los vídeos de las partículas movidas e iluminadas permitieron a los autores del estudio calcular la velocidad de los movimientos del arqueruelo y determinar el costo energético del salto. Resulta que los saltos son tan eficientes desde el punto de vista energético como escupir a las presas y después apresurarse para recuperar esa presa desde donde aterriza.

A continuación, el equipo planea establecer más cámaras alrededor del tanque para estudiar el comportamiento de salto de los peces desde una perspectiva tridimensional. El trabajo actual, basado en la perspectiva de una cámara, sólo da una vista bidimensional. Techet sospecha que, con una visión más completa, se darán cuenta que no sólo la cola del pez, sino también sus otras aletas juegan un papel en la estabilización y propulsión del pez fuera del agua.

En última instancia, Techet espera utilizar lo que aprende de la naturaleza para diseñar vehículos submarinos más ágiles.

"Siempre me gusta mirar a la mecánica de fluidos, así que ahí es donde nos dirigimos ahora", dijo.

Los hallazgos se publicaron ayer (19 de abril) en el Journal of Experimental Biology: Archer fish jumping prey capture: kinematics and hydrodynamics

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