viernes, 11 de febrero de 2011

Revelan el enigma del poderoso salto de las pulgas

Un estudio de la Universidad de Cambridge en Reino Unido parece haber desvelado un 'misterio' sobre el salto de las pulgas que se ha mantenido durante cuatro décadas. Sus descubrimientos sobre la asombrosa capacidad saltarina de estos insectos se publican en la revista 'The Journal of Experimental Biology'.


Los investigadores han resuelto así cómo saltan las pulgas: transmiten la fuerza almacenada en su tórax a través de los segmentos de las patas que actúan como palancas para empujar sobre el tarso y lanzar a estos animales de 0,7 mg a velocidades tan elevadas como 1,9 metros por segundo.


En 1967 Henry Bennet Clark descubrió que las pulgas almacenan la energía necesaria para sus espectaculares saltos en el aire en un doblez elástico en el tórax hecho de una proteína denominada resilina. Sin embargo, el debate desde entonces ha sido cómo las pulgas utilizan esta asombrosa energía para saltar. Bennet Clark y Miriam Rothschild plantearon hipótesis sobre este aspecto pero no contaban entonces con el equipo científico necesario para corroborarlas.

Los investigadores del trabajo actual, dirigido por Malcolm Burrows y Gregory Sutton, filmaron a pulgas saltando con una cámara de alta velocidad y descubrieron que las pulgas se propulsan con sus pies, en concreto con el tarso.

"Estábamos preocupados sobre lo difícil que sería realizar las películas porque solíamos filmar langostas, que son mucho mayores que las pulgas", señala Sutton, sin embargo las pulgas se mantenían quietas en la oscuridad y sólo saltaban cuando se encendía la luz. Los autores centraron la cámara en los insectos parados utilizando luz baja y filmaron con éxito 51 saltos de 10 animales.

En la mayoría de los saltos, dos partes de la complicada pata de la mosca, el tarso (dedos) y el trocánter (rodilla), estaban en contacto con el suelo para el impulso pero en el 10 por ciento de los saltos, sólo el tarso tocaba el suelo. Sutton explica que Rothschild había sugerido que las pulgas se propulsaban con el trocánter (rodilla), pero si el 10 por ciento de los saltos no utilizaban el trocánter quizá las pulgas utilizaran dos mecanismos para alcanzar el aire.

Con el análisis de las películas, los investigadores pudieron ver que los insectos continuaban acelerando durante el despegue, incluso cuando el trocánter no seguía presionando el suelo. Y los insectos que saltaban sin utilizar el trocánter aceleaban de la misma forma que los que utilizaban tarso y trocánter.

Además, cuando los autores examinaron la pata de la pulga con microscopía electrónica de barrido observaron que la tibia y el tarso estaban equipados con elementos de agarre, pero el trocánter estaba completamente liso.

Los investigadores sospechaban que los insectos apoyaban la tibia sobre el tarso como había sugerido Bennet-Clark pero necesitaban más evidencias. Para ello construyeron dos modelos matemáticos basados en las hipótesis de Bennet-Clark, basada en un sistema de propulsión basado en el tarso, y Rothschild, que se basaba en el trocánter. Después compararon los resultados de sus cálculos con los de las películas realizadas con las pulgas.

Ambos modelos predecían de forma correcta la velocidad de despegue de los insectos en 1,35 m/s pero entonces el modelo basado en la hipótesis de Rothschild comenzaba a fallar. Predecía que la aceleración del insecto alcanzaba los 22.000 m/s2 (2.200 g), mientras que la aceleración de los insectos en las películas sólo llegaba a 1.500m/s2 (150 g). Sin embargo, los cálculos basados en el modelo de Bennet-Clark funcionaban a la perfección y predecían de forma exacta la trayectoria del insecto y el patrón de aceleración.

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