La próxima vez que te pique una avispa o una abeja, considera el aguijón elegantemente diseñado que te causó tanto dolor.
En un nuevo estudio, los investigadores descubrieron que los aguijones de las dos especies son aproximadamente cinco veces más suaves en la punta que en la base para que sea más fácil perforar la piel. Los aguijones son más duros cerca del cuerpo del insecto, por lo que no lo hacen 't dobla demasiado, o rompe, mientras gritas en agonía.
"Las avispas y las abejas no quieren crear demasiado dolor para empezar, y creemos que la punta más suave hace que sea menos probable que notes la inserción inicial", dijeron Bharat Bhushan, Erudito Eminente de Ohio y Howard D.Winbigler Profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Ohio.
"Si sintieras el dolor de inmediato, reaccionarías y aplastarías al insecto antes de que terminara de inyectar su veneno"
Bhushan realizó el estudio con colegas del Instituto Indio de Tecnología IIT, dirigido por Navin Kumar, profesor asociado de ingeniería mecánica. Se publicó el 8 de octubre de 2018 en Nature Informes científicos .
Los científicos recogieron avispas Vespula vulgaris y abejas Apis cerana cerca de IIT.Examinaron el aguijón con detalles sin precedentes utilizando sofisticadas imágenes en 3D, una herramienta para medir la dureza y la elasticidad, y modelos numéricos para calcular el ángulo de penetración más eficiente.
"Cuando realmente estudias estos aguijones, ves cuán elegantes y mecánicamente duraderos son", dijo Bhushan, quien se da cuenta de que "elegante" probablemente no es la primera palabra en la que una persona piensa después de ser picada.
"Otras palabras pueden venir a mi mente primero", dijo con una sonrisa. "Pero cuando lo miras desde la perspectiva de un ingeniero, los aguijones realmente están elegantemente diseñados".
Los aguijones de las abejas y las avispas son diferentes en algunos aspectos. Las avispas son curvas, por ejemplo, mientras que las de las abejas son rectas. Pero tienen mucho en común.
En ambas especies, los aguijones tienen dos lancetas aserradas agujas de pensamiento que se proyectan desde el extremo del aguijón. Las lancetas se mueven hacia adelante y hacia atrás para perforar la piel. Un canal entre las dos libera veneno.
Las imágenes mostraron que los aguijones tenían espacios huecos para reducir el peso manteniendo la fuerza.
"Es un diseño inteligente para optimizar las propiedades mecánicas de los aguijones sin ser demasiado pesado", dijo Bhushan.
Además de ser más suave en la punta, el estudio mostró que los aguijones eran aproximadamente siete veces más elásticos en la punta que en la base.
"Las diferencias en dureza y rigidez a lo largo del aguijón ayudan a garantizar que pueda penetrar lo más profundo posible mientras se mantiene su estructura", dijo.
Los resultados sugirieron que las abejas y las avispas probablemente no picarían directamente en la piel de una persona. Los investigadores calcularon que el ángulo más eficiente para la penetración sería 6 grados para el aguijón de las abejas melíferas y 10 grados para el aguijón de las avispas. Estos son los ánguloseso mantendría mejor la estabilidad estructural de los aguijones.
En un estudio previo similar, Bhushan y sus colegas investigaron la probóscide de los mosquitos, la parte que perfora la piel para extraer sangre. ¿Por qué la fascinación por los insectos que perforan nuestra piel?
Como ingeniero que ha hecho una carrera en el diseño de productos inspirados en la naturaleza, Bhushan tiene una razón práctica. Él cree que los científicos pueden diseñar una microaguja mejor e indolora para fines médicos al imitar algunos de los elementos de diseño de las abejas, avispas y mosquitos.
Por ejemplo, él piensa que las agujas deben estar diseñadas para ser más suaves en la punta para disminuir el dolor en la inserción, al igual que las partes puntiagudas de los insectos. Los profesionales de la salud podrían incluso usar los hallazgos de este estudio en el mejor ángulo para la inserción del aguijón paraguiar su uso de una nueva microaguja.
"Estamos tratando de poner en práctica lo que aprendimos sobre los aguijones de insectos imaginando el diseño de una microaguja mejor", dijo Bhushan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Jeff Grabmeier. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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