Diminuto crustáceo redefine el movimiento ultrarrápido

anfípodo Dulichiella cf. appendiculata

Su garra es impresionante y alcanza el 30% de la masa corporal de un adulto

Los robots tecnológicamente más avanzados del mundo perderían en una competición con un diminuto crustáceo.

Del tamaño de una semilla de girasol, los investigadores de Duke han descubierto que el anfípodo Dulichiella cf. appendiculata cierra su garra gigante 10.000 veces más rápido que el parpadeo de un ojo humano.

La pinza o garra, que solo se presenta en un lado en los machos, es impresionante y alcanza el 30% de la masa corporal de un adulto. Su cierre ultrarrápido hace un audible chasquido, creando chorros de agua y en ocasiones produciendo pequeñas burbujas debido a los rápidos cambios en la presión del agua, fenómeno conocido como cavitación.

Tres cosas hacen que sea único este movimiento ultrarrápido, dijo Sarah Longo, quien estudió los anfípodos como parte de sus estudios postdoctorales en Duke: el tamaño realmente pequeño de los anfípodos, el hecho de que viven en el agua y la repetibilidad de sus movimientos.

Otros animales tienen aceleraciones comparables, pero ninguno tiene el mismo conjunto de limitaciones: las mandíbulas de las hormigas trampa son más rápidas, pero se mueven por el aire. Los camarones mantis son comparativamente rápidos y acuáticos, pero mucho más grandes. Las células que pican de las medusas se expulsan con mayor aceleración, pero solo una vez.

"Damos por sentada la repetibilidad en biología", dijo Longo, profesora asistente visitante en la Universidad de Towson y primera autora del artículo. "Muchos movimientos ultrarrápidos no son repetibles, como la expulsión balística de semillas por parte de las plantas. Algunas de estas semillas van incluso más rápido que este anfípodo y viajan una distancia impresionante, pero son eventos únicos".

La repetibilidad es un gran desafío para la ingeniería, dijo Longo. Las piezas que se mueven muy rápido a menudo se desconectan, se rompen o tienen que recargarse manualmente.

"El hecho de que este movimiento sea repetible está marcando un límite interesante, dijo Longo. “Parece haber un límite en el que se avanza tan rápido que inherentemente tiene que renunciar a la repetibilidad. Estos animales están demostrando lo rápido que puedes ir sin romperte".

"Estos organismos están haciendo cosas con capacidades que actualmente no podemos desarrollar. Los sistemas de ingeniería que se pueden usar repetidamente son varios órdenes de magnitud más lentos y más grandes que estos animales", dijo Sheila Patek, profesora de Duke Biology y autora principal del artículo.

El potencial detrás de los movimientos ultrarrápidos es tan grande que el Ejército está prestando atención a estos pequeños animales.

"Los organismos pequeños logran una increíble autoridad de actuación sin cumplir con las reglas que usamos para la ingeniería que usa motores, resortes y estructuras", dijo Samuel Stanton, gerente de programa de la Oficina de Investigación del Ejército, un elemento del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. "Hay una gran cantidad de organismos de los que podemos aprender mucho para la futura robótica pequeña del Ejército y este equipo de investigación está descubriendo un conjunto completamente nuevo de reglas que deberíamos seguir".

garra del anfípodo en acción

"Hay mucho que puede decirnos la biología", dijo Longo. "La evolución ha tenido millones de años para encontrar soluciones a todo tipo de problemas que aún no podemos articular".

Este descubrimiento es sorprendente dado que estos anfípodos son muy comunes y se encuentran en toda la costa este de América del Norte.

"La mayoría de los biólogos tienden a no prestar mucha atención a los anfípodos, porque son muy pequeños", dijo Rich Palmer, profesor de la Universidad de Alberta y coautor del artículo. "Nunca hubiéramos imaginado que hacen estos movimientos ultrarrápidos".

Palmer llamó su atención sobre estos animales cuando sus colegas mencionaron en una conservación casual que ciertos anfípodos hacían chasquidos.

Intrigado, le sugirió a Patek un viaje al Laboratorio Marino de Duke, en Beaufort, Carolina del Norte, para investigar más estos chasquidos. Para sorpresa y deleite de todos, encontraron miles de estos animales ultrarrápidos justo al lado de los muelles.

"Colgando en los escombros, en un muelle, en algunas algas, hay criaturas cuyas capacidades ni siquiera sabíamos que existían", dice Patek. "Esto es lo que sucede si miras por segunda vez a un animal extraño y te tomas el tiempo de averiguar qué están haciendo".

"Tienes que ser curioso, tienes que ser valiente y no puedes tener miedo de perder el tiempo", dijo Palmer. "Así es como se hacen asombrosos descubrimientos".

los hallazgos se han publicado en Current Biology: Snaps of a Tiny Amphipod Push The Boundary of Ultrafast, Repeatable Movement

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