Engranajes en las patas de insectos


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Los humanos estamos orgullosos de la invención de los engranajes pero, este invento ya formaba parte de la evolución: pequeños puntos en las patas de los insectos saltahojas ya se mueven como dientes engranados.

Los engranajes del Issos coleoptratus, se ubican en la parte superior de sus patas, dice el neurobiólogo Malcolm Burrows de la Universidad de Cambridge en Inglaterra. Y cuando el saltamontes salta, los dientes del engranaje de una pata atrapar a los dientes del otro en una secuencia. Estos dientes permiten a las patas moverse rápidamente y en sincronía, lo que aumenta la eficiencia energética en los altos, señalan Burrows y Gregory Sutton de la Universidad de Bristol en Inglaterra dicen que en Science.

“Imaginemos que tuvieramos en nuestros muslos la proyección de unos dientes de una rueda dentada”, dice Burrows.

Los dientes del engranaje de los insectos son maravillas microscópicas, de hasta una docena a lo largo de una tira curva de no más de 400 micrómetros de largo. Los dientes forman una cubierta circular externa en el insecto de 30 micrómetros como máximo, cada uno de ellos va disminuyendo hasta un punto final.

Los dientes se sincronizan con las patas, concluye Burrows. Estas no se levantan hacia arriba y hacia abajo en planos verticales como sucede en un saltamontes. En lugar de eso, las patas del Issus están escondidas debajo del cuerpo, en un ángulo tal, que se necesario que se muevan al mismo tiempo. De lo contrario un poderoso impulso hacia adelante sería un intento tembloroso y débil.

Cámaras de alta velocidad revelan que las patas traseras de un joven saltahojas empiezan a moverse  con unos 30 millonésimas de segundo de diferencia, informa Burrows. Ese tipo de seudo-sincronía “sería un problema muy difícil para las neuronas”, dice. Sólo un repunte de la actividad de una célula nerviosa dura unas 300 veces más que lo observado en el retraso de pata a pata. A continuación, la señal nerviosa tendría que viajar y un músculo tendría que reaccionar. Los engranajes funcionan mucho más rápido.

Antes de un salto, los engranajes están enrollados de manera que los extremos superiores de la tira de los dientes actúa a modo de enclavamiento, las cámaras mostraron. Un saltamontes salta con más poder que lo la energía que suministra directa una acción muscular. Los insectos reciben un impulso, apretando los músculos antes de tiempo para doblar el esqueleto externo, como un arquero dobla un arco antes de soltar la flecha. Cuando el insecto salta finalmente, los dientes de los engranajes ruedan juntos.

Durante la última muda a la edad adulta, los dientes desaparecen. Sin embargo, los adultos se propulsan a través del follaje con saltos balísticos como los más jóvenes hacen. Los adultos son más grandes y más pesados, señala Burrows, así que tal vez la fricción de pata a pata sincroniza los movimientos sin necesidad de los dientes del engranaje.

Los engranajes no son los únicos dispositivos mecánicos que se han desarrollado en los organismos vivos, dice Alexander Riedel del Museo Estatal de Historia Natural de Karlsruhe  en Alemania. Las bisagras, por ejemplo, abundan, dice. Él y sus colegas han descrito una pata de escarabajo conjunta como un tornillo que gira en una tuerca.

Autor: Susan Millius

Enlace original: Young insect legs have real meshing gears

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