ITZY BITZY ARAÑA TEJIÓ SU TELARAÑA… Y LA BIOMECÁNICA APLICÓ
ARAC'NOTA # 44
¿Sabías que el ser humano es uno de los pocos animales que utiliza herramientas para solucionar situaciones en su vida cotidiana? ¿Cuáles herramientas se te ocurren? Se me viene a la mente una palanca para levantar objetos pesados o las que utilizamos para reparaciones del hogar como poner un tornillo, apretar una tuerca, etc. Y qué me dices de aquellas herramientas que antes eran imprescindibles para sobrevivir y ahora se usan con fines de diversión, como el arco y la flecha, las ballestas y las catapultas ¿Te son familiares?
Pues resulta que las arañas no se quedan atrás en el uso de aditamentos en su quehacer cotidiano. Recientemente se dio a conocer el estudio biomecánico acerca del método de captura de presas de Hyptiotes cavatus (Hentz, 1847) la “araña tejedora de triángulo” (del inglés triangle-weaver spider), donde la manera en que construye y sujeta su telaraña funciona como una catapulta, favoreciendo la captura de la presa con menor riesgo de ser lastimada por la misma (Han et al., 2019) (Figura 1). Esto en contraste con el mecanismo más conocido donde las presas quedan pegadas directamente en la seda al momento del contacto y posteriormente son envueltas en contacto directo con la araña (Figura 2).
Figura 1. Fotografía de la telaraña construida por Hyptiotes cavatus (Tomado y modificado de Han, et al., 2019).
En el estudio realizado con esta araña —que, por cierto, pertenece a la familia Uloboridae (Figura 3)—, describen que el procedimiento utilizado consiste en sostener con las patas delanteras el hilo que da soporte y unión con la telaraña (Figura 4), mientras que con las patas traseras sostiene y repliega hacia su cuerpo el excedente de la seda que sale de sus hileras, que recibe el nombre de hilo de seguridad y tiene la particularidad de ser poco elástico (Figura 5), lo que genera una tensión adicional sobre la telaraña. Una vez que ha caído una posible presa, la araña libera el hilo de seguridad activando la energía elástica de la seda de la telaraña, generando una ondulación que envuelve a la presa en un movimiento de alta velocidad (hasta 2.15 m/s…¡casi como recorrer la distancia del piso al techo de tu casa en solo 1 segundo!). El movimiento de la araña es frenado por la seda del propio hilo de seguridad.
Figura 2. Ejemplo de la telaraña de un representante de la familia Araneidae, donde se pueden apreciar ornamentaciones adicionales en la misma (Fotografía cortesía de J. Quirino).
Los investigadores apuntan que este mecanismo para enredar y envolver de manera tan eficiente a la presa sería casi imposible para la araña si no aprovechara la energía elástica de la seda… pero ¿qué es eso? Pues este tipo de energía es una de las propiedades físicas de la seda que involucra la cualidad de retornar a su forma y tamaño original cuando se deja de aplicar la fuerza que lo estaba deformando, como cuando estiramos una liga. Además, se requeriría que la araña tuviera un tamaño 10 veces mayor para realizar este mismo mecanismo si no contara con una seda con estas características.
Figura 3. Ejemplos de arañas de la familia Uloboridae. Izquierda: Hyptiotes cavatus (Tomado y modificado de Han et al., 2019); Centro: Uloborus plumipes (De Olei - Self-published work by Olei, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=373718); Derecha: Uloborus sp. (Foto 9980561, ©portioid CC BY-SA, https://www.naturalista.mx/photos/9980561).
Los autores refieren que Hyptiotes no es la única araña de la familia Uloboridae que aprovecha la propiedad elástica de la seda para capturar presas. Las arañas del género Miagrammopes cortan de manera específica ciertos hilos de la telaraña que están bajo tensión, colapsando parcialmente la telaraña sobre la presa. Otro tipo de arañas, como las del género Theridiosoma (familia Theridiosomatidae) construyen una telaraña en forma de cono tensando uno de los extremos, de tal manera que al percibir la presencia de una posible presa, liberan este hilo usando la telaraña como una trampa en forma de embudo.
Figura 4. Imagen del hilo de seda de la telaraña sujetada con las patas delanteras por Hyptiotes cavatus (Tomada y modificada de Han et al., 2019).
El mecanismo utilizado por estas arañas favorece la captura de presas con un bajo costo energético para ellas al aprovechar las propiedades físicas de la telaraña, además de que ésta puede ser reutilizada o reconstruida si es necesario. A la fecha, estas arañas constituirían el único ejemplo de un animal no-humano que hace uso de un artefacto con función amplificadora de potencia elástica a manera de catapulta. ¡Impresionante! ¿no te parece?
Figura 5. Imagen del hilo de seguridad replegado y sujetado con patas traseras de Hyptiotes cavatus (Tomado y modificado de Han et al., 2019).
Te dejo con la reflexión de lo fascinante que es descubrir lo parecidos que somos con otros animales y lo mucho que hay por aprender (o re-aprender) de ellos. También te invito a leer las Arac’notas # 16 y # 30 que hacen referencia a los distintos tipos de seda que producen las arañas, las propiedades y funciones ecológicas e incluso algunas aplicaciones desde el enfoque humano.
Las fuentes para profundizar:
- Han, S. I., H. C. Astley, D. D. Maksuta y T. A. Blackledge. 2019. External power amplification drives prey capture in a spider web. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Recuperado de www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1821419116
Otras referencias y ligas de interés:
- Araña catapulta (14 de mayo de 2019). La Jornada. pp.3. Recuperado de https://www.jornada.com.mx/2019/05/14/ciencias/a03n1cie
- De la Cueva, H. 1996. La biomecánica. Ciencias, 42: 26-32. Recuperado de https://www.revistaciencias.unam.mx/es/184-revistas/revista-ciencias-42/1729-la-biomec%C3%A1nica.html
- Jiménez González, A. F. 2017. Estudio de interacciones entre grafeno y aminoácidos principales de la seda de araña. Tesis de Maestría en Ciencia e Ingeniería de Materiales. Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.
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Editor: Ricardo Paredes-León
