Describen el mecanismo que emplea el gusano de terciopelo para lanzar baba a gran velocidad

SINC/DICYT Investigadores de la Universidad Adolfo Ibáñez de Chile, la Universidad Nacional de Costa Rica, la Universidad de São Paulo de Brasil y la Universidad de Harvard de Estados Unidos han descrito el mecanismo que utilizan los onicóforos o gusanos de terciopelo para lanzar un chorro de baba a sus agresores o a sus presas en solo 65 milésimas de segundo.

Según explica a SINC Andrés Concha, primer autor del trabajo publicado en Nature Communications, los gusanos de terciopelo se consideran “fósiles vivientes” ya que sus principales características se han mantenido sin muchas variaciones durante cerca de 500 millones de años. Además, en biología evolutiva se les considera el enlace entre anélidos y artrópodos.

Estos gusanos cuentan con un mecanismo común, la capacidad de lanzar un chorro de baba a gran velocidad, lo que pueden hacer incluso las especies más pequeñas para defenderse de un agresor o para capturar presas, inmovilizándolas gracias a las fibras que tejen rápidamente cuando lanzan la goma. Esto les permite, por ejemplo, capturar grillos y otros animales pequeños que habitan en maderas semi-descompuestas.

Al contrario de otras especies que mueven activamente sus cabezas para conseguir chorros de fluido oscilantes (como las cobras o las arañas), la cabeza del gusano de terciopelo permanece en una posición fija. Entender el mecanismo que permite a estos lentos gusanos tejer esa malla de goma y capturar a sus presas tan rápido que el ojo humano es incapaz de verlo, ha sido el objetivo de la investigación.

Para ello, han tomado como caso de estudio Peripatus Solorzanoi, una especie de gusano de terciopelo gigante que habita en la selva en Costa Rica. Los investigadores analizaron la cinemática del proceso utilizando cámaras de alta velocidad y concluyeron que el gusano “no necesita control neuromuscular en las papilas para generar estos movimientos tan rápidos”. El movimiento se produce realmente con una acción similar a la de una jeringuilla. El análisis teórico sugiere que es resultado de la inestabilidad, debido a una competición entre la inercia del fluido y la resistencia elástica, similar a la oscilación que se produce en una manguera de jardín suelta cuando el agua pasa a través de ella rápidamente.

“Para los biólogos, la descripción del sistema completo de eyección de la goma es muy importante, ya que la anatomía de este sistema estaba mal descrita desde los años 40 hasta nuestros días”, apunta Concha.

Aplicaciones tecnológicas

El sistema descrito por los investigadores puede tener distintas aplicaciones tecnológicas. Por ello, han tratado de imitarlo. “Una vez que entendimos el mecanismo, lo imitamos utilizando elementos standard de microfluídica y fabricamos un micro-túbulo flexible que imita a la papila y oscila espontáneamente cuando un líquido pasa rápido por su interior”. El equipo científico realizó simulaciones computacionales para comparar el resultado experimental con el modelo matemático propuesto, y encontraron una excelente similitud entre ambos.

“Es muy interesante que una inestabilidad mecánica genere la oscilación de las papillas del gusano y le permita tejer una trampa para capturar presas en tiempo récord”, agrega el investigador. Además, inspirados en este proceso, han determinado que es posible hacer oscilar micro-túbulos sin necesidad de un mecanismo externo. “Esto tiene un sin fin de aplicaciones en microfluídica. Por ejemplo, para generar gotas a gran velocidad, tejer fibras rápidamente o simplemente mejorar la mezcla de dos componentes utilizando un micro-tubulo como inyector”, concluye.

	Referencia bibliográfica:
	Concha, A., Mellado, P., Morera-Brenes, B., Sampaio Costa, C., Mahadevan, L. y Monge-Nájera, J. (2015). “Oscillation of the velvet worm slime jet by passive hydrodynamic instability”. Nature Communications, 6:6292, DOI: 10.1038/ncomms7292