Encontrarse con una telaraña invisible en el bosque puede ser lo suficientemente aterrador, pero ¿qué pasaría si tuviera que preocuparse de que una telaraña, y la araña, sean catapultadas hacia usted? Eso es lo que les sucede a los insectos en las selvas tropicales del Amazonas en Perú.donde una pequeña araña lanza una telaraña, y a sí misma, para atrapar moscas y mosquitos desprevenidos.
Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han producido lo que podría ser el primer estudio cinemático de cómo este asombroso arácnido almacena suficiente energía para producir una aceleración de 1300 metros / segundo2, 100 veces la aceleración de un guepardo. Esa aceleración produce velocidades de 4metros por segundo y somete a la araña a fuerzas de aproximadamente 130 G, más de 10 veces lo que los pilotos de combate pueden soportar sin desmayarse.
La araña peruana y sus primas se destacan entre los arácnidos por su capacidad para fabricar herramientas externas, en este caso, sus telas, y utilizarlas como resortes para crear un movimiento ultrarrápido. Su capacidad para sostener un resorte listo para lanzardurante horas mientras espera a que se acerque un mosquito, sugiere otra herramienta sorprendente: un mecanismo de pestillo para liberar el resorte.
"A diferencia de las ranas, los grillos o los saltamontes, la araña tirachinas no depende de sus músculos para saltar muy rápido", dijo Saad Bhamla, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de Georgia Tech que estudia organismos ultrarrápidos.teje una nueva red cada noche, la araña crea un complejo resorte tridimensional. Si comparas este resorte de seda natural con nanotubos de carbono u otros materiales hechos por humanos en términos de densidad de potencia o densidad de energía, es órdenes de magnitud más poderosas. "
El estudio, apoyado por la National Science Foundation y la National Geographic Society Foundation, se publicó el 17 de agosto en la revista Biología actual . Comprender cómo la seda web almacena energía podría proporcionar nuevas fuentes de energía para pequeños robots y otros dispositivos, y conducir a nuevas aplicaciones para el material robusto, dicen los investigadores.
Las arañas tirachinas, conocidas por el nombre científico del género Theridiosomatid, construyen redes cónicas tridimensionales con una línea de tensión unida al centro. El miembro peruano de esa familia de arañas, que mide aproximadamente 1 milímetro de longitud, tira de la línea de tensión con supatas delanteras para estirar la estructura mientras se sujeta a la red con sus patas traseras. Cuando detecta una comida dentro del alcance, la araña lanza la red y se lanza hacia una mosca o mosquito.
Si el lanzamiento tiene éxito, la araña envuelve rápidamente su comida en seda. Si la araña falla, simplemente tira de la línea de tensión para restablecer la red en la próxima oportunidad.
"Creemos que este enfoque probablemente le da a la araña la ventaja de la velocidad y la sorpresa, y tal vez incluso el efecto de aturdir a la presa", señaló Symone Alexander, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Bhamla. "Las arañas son diminutas y vandespués de insectos de vuelo rápido que son más grandes que ellos. Para atrapar uno, debes ser mucho, mucho más rápido que ellos ".
Las arañas Slingshot fueron descritas en una publicación de 1932, y más recientemente por Jonathan Coddington, ahora un entomólogo investigador senior en la Institución Smithsonian. Bhamla tiene interés en los organismos pequeños pero de rápido movimiento, por lo que él y Alexander organizaron un viaje para estudiar elcriatura catapultadora que usa cámaras ultrarrápidas para medir y registrar el movimiento.
"Queríamos comprender estos movimientos ultrarrápidos porque pueden obligar a que nuestra perspectiva cambie de pensar en los guepardos y los halcones como los únicos animales rápidos", dijo Bhamla. "Hay muchos invertebrados muy pequeños que pueden lograr un movimiento rápido a través de estructuras inusuales.Realmente queríamos entender cómo estas arañas logran esa increíble aceleración ".
Los investigadores viajaron seis horas en bote desde Puerto Maldonado hasta el Centro de Investigación Tambopata. No hay electricidad en el área, por lo que las noches son muy oscuras. "Miramos hacia arriba y vimos un pequeño punto rojo", recuerda Bhamla.tan lejos de la luz más cercana que el punto resultó ser el planeta Marte. También pudimos ver la Vía Láctea con tanta claridad ".
La intensa oscuridad plantea la pregunta de cómo la araña detecta a su presa y determina dónde apuntar. Bhamla cree que debe estar usando una técnica de detección acústica, una teoría respaldada por la forma en que los investigadores engañaron a la araña para que lanzara su telaraña:simplemente chasqueó los dedos.
Más allá de detectar en la oscuridad, los investigadores también se preguntaron cómo la araña desencadena la liberación de la telaraña. "Si un insecto se acerca, la araña libera un pequeño haz de seda que ha creado al arrastrarse a lo largo de la línea de tensión", Alexanderdijo. "Soltar el paquete controla qué tan lejos vuela la telaraña. Tanto la araña como la telaraña se mueven hacia atrás".
Otro misterio es cómo la araña sostiene pacientemente la telaraña mientras espera que la comida vuele. Alexander y Bhamla estimaron que estirar la telaraña requiere al menos 200 dinas, una tremenda cantidad de energía para que una araña diminuta la genere. Sostener eso durante horaspodría desperdiciar mucha energía.
"Generar 200 dinas produciría fuerzas tremendas en las diminutas patas de la araña", dijo Bhamla. Si la recompensa es un mosquito al cabo de tres horas, ¿vale la pena? Creemos que la araña debe estar usando algún tipo dede truco para bloquear sus músculos como un pestillo para que no necesite consumir energía mientras espera durante horas. "
Más allá de la curiosidad, ¿por qué viajar a Perú para estudiar a la criatura? "La araña tirachinas ofrece un ejemplo de caza activa en lugar de la pasiva, esperar a que un insecto choque en la estrategia de la telaraña, revelando una nueva funcionalidad adicional de la seda de araña".Bhamla dijo: "Antes de esto, no habíamos pensado en usar la seda como un resorte realmente poderoso".
Otro beneficio no deseado es cambiar las actitudes hacia las arañas. Antes del estudio, Alexander admite que tenía miedo a las arañas. Estar rodeada de arañas tirachinas en la selva peruana, y ver las cosas asombrosas que hacen, cambió eso.
"En la selva tropical por la noche, si enciendes tu linterna, ves rápidamente que estás completamente rodeado de arañas", dijo. "En mi casa, ya no matamos arañas. Si dan miedo yen el lugar equivocado, los trasladamos de forma segura a otra ubicación ".
Alexander y Bhamla esperaban regresar a Perú este verano, pero esos planes se vieron truncados por el coronavirus. Están ansiosos por seguir aprendiendo de la araña.
"La naturaleza hace muchas cosas mejor de lo que los humanos pueden hacer, y la naturaleza las ha estado haciendo durante mucho más tiempo", dijo. "Estar en el campo te da una perspectiva diferente, no solo sobre lo que hace la naturaleza, sinotambién por qué es necesario. "
Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation NSF a través del premio 1817334 y CAREER 1941933, por la National Geographic Foundation a través de NGS-57996R-19, y por la Beca de Investigación Postdoctoral Eckert de la Georgia Tech School of Chemical and Biomolecular EngineeringLas opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresados en este material pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente los puntos de vista de las organizaciones financiadoras.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Original escrito por John Toon. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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