Engranajes mecánicos en un ser vivo

Imagen micrográfica de los engranajes que Issus coeleoptratus usa para saltar. Malcolm Burrows 

Se ha descubierto que un insecto del género Issus posee, durante su etapa de ninfa, un par de engranajes funcionales en la base de sus extremidades inferiores.

El Issus es un insecto “saltaplantas”, un grupo de insectos semejantes a la hoja de una planta y que saltan como saltamontes. En su etapa de ninfa, mide poco más de dos milímetros pero la aceleración inicial de su salto supera 400G, 20 veces más de lo que puede soportar el cuerpo humano. Al parecer, dice Malcolm Burrows, zoólogo de la Universidad de Cambridge y autor del estudio publicado en la revistra Science el mes de agosto, Issus coeleoptratus ha sufrido “una enorme presión evolutiva para ser cada vez más rápido y saltar cada vez más y más lejos”. La razón precisa, sin embargo, se desconoce; acaso para huir de sus depredadores, las avispas y los pájaros, o evitar ser engullidos accidentalmente por los rumiantes mientras pastan.

La forma en que funciona el mecanismo también ha sido explicada por Burrows, a pesar de su diminuto tamaño: El Issus ninfa encorva su cuerpo a la manera de un arquero tensando su arco, con ello un par de engranajes se entrelazan limpiamente, como si fueran una cremallera; luego, más rápido que un parpadeo, en dos milisegundos, el insecto es lanzado al aire en un salto balístico. La precisión mecánica de los engranes es difícil de imaginar, ya que no depende de una regulación del sistema nervioso; se trata de piezas de tan sólo 300 micrómetros de largo. Las dos extremidades inferiores se mueven a exactamente la misma velocidad para propulsar el cuerpo del insecto hacia adelante sin involucrar la velocidad de giro. “Cuando las patas se desenvuelven para impulsar el salto”, explica Burrows, “ambas tienen que hacerlo a exactamente el mismo tiempo. Si no lo hicieran así, el animal perdería el control por completo”. Mientras tanto, los órganos internos del insecto permanecen sujetados a su exoesqueleto para no ser dañados por la fuerza del salto.

 Ninfa de Issus. Fotografía de Malcolm Burrows

Hay otros detalles más difícies de explicar: la ninfa de Issus es el único de los insectos saltaplantas, que abarca varios generos y cientos de especies, que emplea engranajes para saltar. El resto usa la fricción, sincronizan el salto presionando sus extremidades contra superficies ásperas. La abundancia y efectividad de estas placas de fricción obliga la pregunta, ¿por qué desarrollar engranajes complejos? Otro más: a lo largo de su ciclo vital, mientras crece, el insecto issus muda de esqueleto media docena de veces. Pero con su última muda desaparecen los engranajes para siempre e issus adopta el sistema de fricción de inmediato.

¿Por qué desechó los engranajes? En el caso de la ninfa de Issus, la presencia de un mecanismo orgánico de engranaje respondió a una necesidad pero creemos que presenta severas desventajas. Cuando el insecto ha alcanzado la madurez, posee mayor fuerza y peso y, como ya ha hecho su última muda, carece de la habilidad de reparar cualquier desperfecto. El engranaje, a pesar de su extenso uso en la industria humana, suele fallar; cada diente microscópico es imprescindible para su funcionamiento. En su estudio, Burrows habla de ninfas con dientes de engrane rotos. Tal vez el sistema de engranajes amartillados es un prototipo evolutivo, reciente o antiguo, de saltos amartillados que no fue adoptado por tener una efectividad y duración reducidas.

Ninfa de Issus coeleoptratus capturada en el momento de realizar su salto balístico. Malcolm Burrows / Bouda      Activación del sistema de salto por engranajes mecánicos de la ninfa de Issus. Malcolm Burrows / Bouda

visto en: www.iieh.org