Si alguna vez te ha picado una abeja sabes lo doloroso que puede ser. Ahora, por primera vez según afirman los científicos, se ha podido captar de cerca y en detalle cómo funciona el aguijón que causa tanto dolor a personas y otros animales.
Con cámaras de alta velocidad unos investigadores de Australia registraron cómo inoculan veneno los aguijones de las abejas, usando un gel translúcido que se asemejaba a la piel humana. Entre otras cosas, hallaron que los aguijones bombean la toxina a través de un particular mecanismo de pistón dual que funciona independientemente de la abeja. Eso podría ayudarnos a desarrollar nuevos tipos de dispositivos médicos o para otros usos, según los investigadores.
“Nuestro trabajo muestra el funcionamiento de bombeo del aguijón vivo, con un nivel de detalle que nunca antes se había logrado”, le dijo a Gizmodo Fiorella Ramírez-Esquivel del postdoctorado de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad Macquarie.
La picadura de la abeja, vista de cerca
Hay toda clase de animales venenosos en el mundo, y algunos como las abejas, utilizan aguijones especializados para inocular su toxina. Casi todos los animales utilizan músculos que se contraen alrededor o cerca del reservorio de la toxina que tienen en sus cuerpos, y así logran atacar o defenderse con su veneno, afirmaron los investigadores. Pero la abeja (Apis mellifera) productora de miel, tiene una estrategia singular conocida como autotomía: cuando perforan la piel de la víctima con su aguijón de púas, éste se rompe separándose del cuerpo de la abeja y sigue inoculando el veneno de forma independiente (lamentablemente eso implica que la muerte de la abeja es inevitable, aunque pocas especies usan este mecanismo).
Hasta ahora se ha aprendido mucho sobre el aguijón de la abeja y sus estructuras, que incluyen el saco de veneno, la cámara de bombeo, los nervios y músculos, y también se sabe que el aguijón tiene dos lancetas en punta que se deslizan hacia adelante y hacia atrás como un serrucho. Permiten así que el aguijón entre en la piel a mayor profundidad para inocular la toxina. Las lancetas están conectadas a válvulas que están en la cámara de bombeo. Sin embargo, recién ahora los científicos han podido filmar a alta velocidad todos los mecanismos activos en el momento de la picadura de la abeja.
“Con luz potente transmitida pudimos aprovechar la naturaleza traslúcida del aguijón para ver cómo funcionan los elementos que hay dentro de éste” dijo Ramirez-Esquivel. “El video nos permite un seguimiento cuadro por cuatro para poder identificar los patrones de movimiento de las válvulas de bombeo”.
El equipo utilizó gel transparente para imitar la consistencia de la piel humana, y observamos cosas que se desconocían sobre el funcionamiento del aguijón. El mayor descubrimiento fue que las válvulas funcionan como pistones alternos y que cambian dinámicamente su forma durante el proceso de bombeo. Una válvula se infla mientras la otra se desinfla y eso crea presión de bombeo evitando que se pierda veneno mientras se rellenan las lancetas. Así, el aguijón inocula un flujo continuo de veneno en su víctima.
Basándose en estos hallazgos, los investigadores desarrollaron una versión mecánica y simplificada del aguijón de la abeja, y pudieron verificar lo que habían visto en los videos. La investigación de este equipo y todos sus videos se publicaron el lunes en PNAS.
Lecciones
El aguijón de la abeja se ve más complejo de lo que se sabía y los investigadores aprendieron lecciones que podrían tener otras aplicaciones en el futuro, según Ramírez-Esquivel.
“El aguijón bombea líquido de manera muy inusual, con dos pistones bombeadores que se deforman en una cámara única. No es algo que veamos comúnmente, ni en la naturaleza ni en creaciones humanas”, dijo. “Creemos que este mecanismo para bombear líquido podría ser de interés para el diseño de dispositivos de bombeo en el ámbito médico, en micro bombas u otros sistemas que requieran un flujo continuo de líquido”.
Las abejas no son los únicos insectos en los que pueden inspirarse los ingenieros y científicos, añadió Ramírez-Esquivel. La cutícula de un insecto, que es la capa externa de su exoesqueleto, es muy adaptable y las diferentes especies evolucionaron para que su cutícula sea más dura, más blanda o más elástica, incluso en áreas muy reducidas. Esa maleabilidad podría enseñarnos varias cosas. “A medida que avanzan los plásticos y la forma de producirlos me entusiasma ver si se pueden replicar algunas de esas propiedades en dispositivos creados por los humanos”, afirmó.
