Vivir sobre el agua

animals-walking-water-01La capacidad de caminar sobre la superficie del agua no es exclusiva de un único organismo, hay numerosos insectos y algunas aves que pueden hacerlo, incluso la Biblia otorga este poder a Jesús de Nazaret, aunque esto es otra historia. Existe en cambio un organismo que ha dominado la superficie del agua como ningún otro y la emplea para cazar, comunicarse, reproducirse e incluso defenderse. Otros insectos pueden flotar pero no patinar. Esta capacidad de no hundirse se debe a varios aspectos unidos: la cohesión de las moléculas de agua, el poco peso del animal y la capacidad hidrofóbica de las patas cuyo diámetro es de apenas 150 μm. La adaptación a estos ecosistemas tan adversos y estresantes representan un verdadero reto. Hablo hoy de los comunmente conocidos como insectos zapateros, el mas acuático de los insectos, hemípteros heterópteros de la familia Gerridae (+1.700 especies, 10% marinas) que poseen miles de pequeños pelos cónicos colocados a 27º de inclinación en sus patas recubiertas de una sustancia cerosa, solo visible ante potentes microscopios. La superhidrofobicidad de las patas permitiría superponer uno encima de otro a 15 zapateros sin que la superficie del agua se viera alterada. Además utilizan la comunicación (ripple communication) a través de las ondas superficial solo posible en el 0,3% de los insectos. El diseño es perfecto y los científicos ya buscan posibles aplicaciones a retos que nuestra especie aún no ha resuelto. Una simple búsqueda en la Red revela casi 20.000 referencias con “water strider” y otras 51.000 si tecleo “insecto zapatero”. Mas popular que muchos twiteros. Como es posible este majestuoso diseño?. Antes de Darwin se pensaba que tales características procedían de la divinidad de un ser superior. La evolución, por el contrario, es un proceso al azar, en el que este extenso nicho que representa la superficie del agua, no colonizado por ningún otro organismo, requería de ciertas habilidades o superpoderes (me gusta esta expresión infantil) y las oportunidades no siempre aparecen dos veces.

water-stridersInsectos zapateros en cópula (foto: Rubén D.Caviedes Flickr) y detalles de las patas al microscópio electrónico

Este mini-video muestra como las gotas de agua se van condensando en las patas del insecto ayudándole a mantener la tensión superficial de la lámina del agua. Investigadores de Harvard y Cambridge os revelan en este artículo científico la totalidad del proceso.

 

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la selección natural ha logrado que las patas del insecto zapatero funcionaran como oídos diferenciando las diferentes presiones de la superficie del agua.

Aún estamos lejos de las capacidades del insecto zapatero, pero de nuestros estudios muchas aplicaciones se pueden derivar de estas genialidades adaptaciones en una superficie que no sabemos emplear. Algunas han visto la luz en revistas tan importantes como Nature pero también empiezan a aparecer sencillos robots que imitan al insecto y otros que saltan e incluso ejercicios de ciencias para ir maravillando a los mas pequeños… Una vez mas la función concreta de una determinada y única especie viva puede abrir la imaginación para mejorar los diseños y avanzar hacia nuevas oportunidades. De eso trata la biomimésis. Sensores de vibración para la comunicación, nuevas maneras de transporte, nuevos materiales, mecánica de fluídos, robótica, nuevos modos de carga, etc son solo algunas aplicaciones potenciales.

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Maravillosos vórtices bipolares producidos por la propulsión del hemíptero a una V=4cm/sg (foto:D.L.Hu, B.Chang y JMW Bush del MIT)

Los hemípteros representan una joya para los ecosistemas. Por un lado son una importante fuente de alimentación para una enorme variedad de organismos (aves, peces, anfibios, insectos…) aportando por tanto un vital flujo de nutrientes y energía. Pero por otro lado son ávidos cazadores de mosquitos y su control, mas importantes en este sentido que los peces pues a diferencia de estos, se pueden trasladar de una zona a otra. Incluso algunas especies son fuente de proteínas en poblaciones humanas como en Tailandia. Pero sobre todo son bioindicadores que nos informan de la salud de las masas de agua. No están aún amenazados pero los vertidos que generamos sobre los sistemas fluviales no tardarán en indicar cambios en sus poblaciones si no cambia nuestra sensibilidad y educación pro vida-natural. No podemos permitir que esta fuente de bioinspiración desaparezca.

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Filed under Design, Eventos bioinspiradores, Exploración personal, Investigación Biologica, Los Genios del lugar, Recursos

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