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Secreto evolutivo de las avispas: sus mandíbulas de velcro

Unas pequeñas estructuras adhesivas, similares al velcro, permiten a las avispas sociales mantener la boca cerrada y ahorrar energía. Se trata de un particular rasgo evolutivo que les ayuda a que los músculos permanezcan contraídos y a no abrir las mandíbulas mientras no las utilizan.

, 08.02.2014

En las avispas los pequeños pliegues en la base de las mandíbulas hacen que estas se conecten sin que los músculos se contraigan.

El trabajo incluye el estudio de los tendones y músculos de este insecto. Foto: cortesía Carlos Sarmiento

A las avispas sociales nunca las encontrarán con la boca abierta mientras duermen, como sí puede ocurrir con una persona cuando toma una siesta. El secreto de estos insectos es que tienen una membrana con una serie de dentículos o pequeños pelos que, al entrecruzarse, sostienen las mandíbulas sin que intervengan los músculos de contracción.

En Europa ya se había hallado algo parecido en escarabajos y mariposas; no obstante, este sistema de adhesión aparece en esos casos en alas y patas. El descubrimiento fue realizado por la bióloga Diana Sofía López y el profesor Carlos Eduardo Sarmiento, integrantes del Laboratorio de Sistemática y Biología Comparada de Insectos, del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá.

Este trabajo parte del interés por la alta precisión con que estos insectos construyen sus nidos con materiales como corteza de madera masticada o barro. “Tanto en Asia Oriental como en Europa, las sociedades humanas vieron trabajar a las avispas y tomaron esta actividad como base para desarrollar el papel. Ellas se paran frente a un tronco y comienzan a rasparlo (de manera similar al proceso de cardado de la lana de las ovejas), mastican lo que lijan y adicionan secreciones de sus glándulas con las que forman el material base para hacer su refugio”, sostiene el profesor Sarmiento.

Hacia el año 105 d. C. la observación de la construcción del nido por parte de las avispas sociales llevó a Cai Lun, alto oficial de la Corte del Emperador chino de la dinastía Han, a establecer las bases para que se inventara el papel. Por su parte en Europa, hacia el año 1700, René Réaumur llegó independientemente a los mismos hallazgos.

“Lo que el proyecto trata de entender es cómo las avispas logran desempeñarse de una manera tan fina y eficiente con materiales tan delicados como los de los avisperos, a través de una estructura como el aparato mandibular”, manifiesta el investigador.

 Un descubrimiento 

Para buscar respuestas, los biólogos han indagado sobre la mecánica de las mandíbulas, incluyendo los músculos y dientes, así como el tipo de material que usan para construir el nido.  Al explorar un poco más encontraron algo bastante curioso en la base de las mandíbulas.

“Se ven unas espinas muy pequeñas y uniformes que estudiamos en detalle con microscopía electrónica de barrido (técnica que permite apreciar con mayor facilidad texturas y objetos en tres dimensiones) y encontramos que estas presentan muchas formas. Los pelos, que se ven como ganchitos, están dispuestos de manera que cuando la mandíbula se cierra, se entrelazan y conectan, similar a lo que sucede con el velcro”, asegura el profesor Sarmiento.

En efecto, los minúsculos ganchos se enredan y vuelven a separarse gracias a unas glándulas que liberan un lubricante en la membrana. El valor agregado del proceso es que la boca se mantiene cerrada sin contraer los músculos, lo que ahorra energía y permite invertirla en otras acciones, por ejemplo, en la recolección de material para la  construcción de sus nidos.

Las avispas utilizan esta membrana exclusivamente en descanso, cuando no tienen esfuerzo alguno. “Los dientes, músculos y demás formaciones en la mandíbula se usan para sus deberes rutinarios”.

El hallazgo de la UN, primero en su tipo en el mundo, fue hecho al estudiar 16 especies de avispas sociales con diferentes formas de mandíbulas que se encuentran en las colecciones del ICN. Estos animales pertenecen a la familia Vespidae, subfamilia Polistinae y reciben distintos nombres comunes como chepas, cachicamas y patiamarillas, entre otros.

“El país tiene una diversidad muy alta. La riqueza biológica facilita hacer comparaciones entre los miembros de todo el grupo y averiguar cómo ha evolucionado esta característica”, asegura Carlos Sarmiento.

Según el biólogo, uno de los hallazgos es que ni el clima ni la región donde habita el insecto tienen nada que ver con esta particular característica física, pues es una adaptación evolutiva propia de las especies. Este trabajo, publicado en la revista científica Naturwissenschaften a inicios de 2013, abrirá las puertas para que se exploren nuevos enfoques investigativos sobre las particularidades evolutivas de los insectos. 

Posible utilidad 

Aun cuando estos estudios no se han dirigido a buscar potenciales usos o aplicaciones, el investigador no descarta que estos hallazgos sirvan para desarrollar materiales adhesivos.

El profesor Sarmiento no hace mucha referencia a ese punto, ya que considera que tal énfasis desviaría la orientación de su trabajo, pero refuerza el hecho de que animales como estos, con millones de años de evolución, presentan estructuras que son funcionalmente bastante superiores a lo que los humanos hemos desarrollado en apenas unas decenas de años.

“Por algo, parte de nuestros mejores logros tecnológicos viene de imitar los mecanismos que poseen estos insectos”, afirma.  

(Por: David Santiago Gómez Mendoza, Unimedios
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