La física a nivel microscópico puede ser realmente extraña. En el caso de las criaturas diminutas que viven a esa escala, son estas excentricidades las que les permiten vivir a pesar de su tamaño. Eso incluye a un gusano que para los investigadores es “uno de los mejores y más pequeños saltarines del mundo».
En un trabajo reciente de Proceedings of the National Academy of Sciences se investigó la física del mecanismo que permite que el S. carpocapsae, un gusano redondo parasitario que usa la electricidad estática contra sus presas aéreas.
Cuando el diminuto gusano, o nematodo, percibe que por encima vuela un insecto, en enrosca y salta a una altura de hasta 25 veces la longitud de su cuerpo, lo que equivaldría a que “un humano saltara más alto que un edificio de 10 pisos”, según los investigadores. En el salto pueden rotar hasta 1.000 veces por segundo.
“Creo que estos nematodos se cuentan entre los mejores y más pequeños saltarines de todo el mundo”, dijo en un comunicado Victor Ortega-Jiménez, autor principal del estudio y biólogo de la Universidad de California, Berkeley. “Uno esperaría descubrir grandes cosas en animales grandes, pero en los más pequeños también hay muchos secretos interesantes”.
“Utilizando la física aprendimos algo nuevo e interesante sobre una estrategia adaptativa en un organismo”, dijo en el comunicado Ranjiangshang Ran, coautor principal del trabajo e investigador de postdoctorado de la Universidad Emory.
La electricidad estática en la naturaleza
La electricidad estática es la acumulación de carga de electricidad sobre una superficie, lo que puede causar una breve y rápida descarga cuando se frotan una con otras dos superficies. El equipo que llevó a cabo el estudio ya había investigado el rol de la electricidad estática, o electrostática, en diferentes estrategias de supervivencia en la vida silvestre.
Por ejemplo, las garrapatas usan la electricidad estática del pelo de un animal para levitar y montarse sobre éste, en tanto que la electrostática de la telaraña funciona de manera similar. A partir de este trabajo, los investigadores ingeniaron un método para controlar el potencial eléctrico de las diminutas criaturas, y así pudieron investigar la aerodinámica de los nematodos.
Cazador impactante
Para el experimento los investigadores notaron que la mosca de la fruta – huésped común de los nematodos – genera cientos de voltios en vuelo al agitar las alas. Para medir y controlar el voltaje exacto, adosaron diminutos cables al lomo de cada mosca de la fruta.
En cuanto a los nematodos, el equipo usó papel humedecido para crear condiciones que indujeran al salto de los gusanos, con un soplo de aire como “motivación” para que saltaran, como indicaron en su comunicado. En algunos de los experimentos un diminuto túnel de viento sumaba una leve brisa al entorno para replicar condiciones más naturales.
Se filmaron los saltos con una cámara especial a alta velocidad, captando las microscópicas trayectorias de los gusanos a 10.000 cuadros por segundo. Luego, con algoritmos de factores posibles calcularon la trayectoria, el voltaje, la velocidad de lanzamiento y la fuerza de arrastre, que son mediciones típicas en los objetos voladores.
Hallaron que una mosca de la fruta que genera unos cientos de voltios hizo que un gusano saltarín creara la carga opuesta. Con eso, el gusano tenía mejores probabilidades de caer exitosamente sobre su presa. Pero sin la electrostática solo una de cada 19 trayectorias del gusano llegaba al insecto.
Gusanos realmente cool
Para ser claros, los gusanos arriesgan mucho cuando saltan, ya que el acto mismo requiere de mucha energía y los pone en riesgo de ser depredados o secarse en el aire. Eso sugiere que “sin la electrostática no tendría sentido que esta conducta depredatoria del salto hubiera evolucionado en los gusanos”, explicó Ran.
Dicho eso, todo se vuelve macabro cuando los nematodos se adosan a su presa, al menos desde el punto de vista de ésta última. Al aterrizar sobre su presa los gusanos ingresan en el cuerpo del insecto a través de cualquier orificio natural. Luego liberan bacterias simbióticas que matan al insecto, casi siempre en las primeras 48 horas. Entonces el parásito sigue alimentándose de las bacterias y el insecto ya muerto, y pone huevos en su cadáver.
Es morboso. Pero, tal como lo demuestran los nuevos hallazgos, algo pleno de fascinantes intersecciones entre la biología y la física.
Este artículo ha sido traducido de Gizmodo US por Lucas Handley. Aquí podrás encontrar la versión original.
