Entomoblog

Las almohadillas peludas han evolucionado muchas veces de forma independiente en artrópodos y otros invertebrados, lo que sugiere que es un diseño óptimo para pegarse a superficies. Los insectos están continuamente expuestos a partículas de suciedad, polvo, microorganismos, esporas y polen que pueden restar adherencia a sus patas y sin embargo, retienen su habilidad durante toda su vida. Deben de tener, pues, algún mecanismo para eliminar las suciedad de sus estructuras adhesivas. El acicalamiento podría ser un buen método porque muchos insectos practican la autolimpieza lamiéndose partes de su cuerpo. Sin embargo, un insecto que usara este sistema se tendría que limpiar las patas a cada pocos pasos y nunca se ha observado ese comportamiento. Otro método de autolimpieza consiste en eliminar las partículas por contacto con la superficie mientras caminan.

Sabiendo que los insectos palo tienen pies lisos y los escarabajos pies peludos, un equipo de investigadores del grupo de biomecánica de insectos en el Departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge liderados por Christofer Clemente, decidió investigar si estas dos estructuras poseían algún mecanismo de autolimpieza, si era común a ambas, si era necesario algún movimiento de cizalla para eliminar la suciedad y la influencia del tamaño de las partículas.

Para simular la suciedad, emplearon esferas de poliestireno de 1, 10 y 45 micras de diámetro y midieron las fuerzas de fricción y adhesión de las patas del insecto palo (Carausius morosus) y del escarabajo (Gastrophysa viridula) sobre una superficie de cristal recubierto de esferas de poliestireno.

Pies peludos y pies lisos. Detalle de las almohadillas peludas del escarabajo Gastrophysa viridula [A] y las almohadillas lisas del insecto palo Carausius morosus [B] reveladas a través de un microscopio electrónico de barrido.

La suciedad provocó una disminución de la adhesividad de las patas de hasta un 90% que fue recuperándose en sucesivos contactos con la superficie. Esto es posible gracias a que las almohadillas tienen un mecanismo de autolimpieza que hace que las bolas de poliestireno (o partículas de suciedad) queden pegadas a la superficie de contacto junto con el fluido adhesivo que segregan. En el caso del los insectos palo, la recuperación de la adhesividad no dependía del tamaño de las esferas. Sin embargo, en los escarabajos, las partículas de 10 micras supusieron un problema a la hora de recuperar la adhesividad. La razón es que el diámetro de estas esferas es más o menos el mismo que el espacio entre los pelos de los tarsos y quedaban atrapadas entre los huecos. Las partículas de 45 micras eran demasiado grandes para encajar entre los pelos y fueron eliminadas con mayor velocidad. Las partículas de una micra también fueron más difíciles de eliminar al meterse entre los huecos de los pelos (algo similar a lo que ocurre cuando atravesamos un terreno arenoso o de grava con unas botas. Algunas partículas de arena y piedrecitas quedan encajadas en los huecos del dibujo que forma la suela). Aun así, el ritmo de eliminación de partículas por autolimpieza fue el doble de rápido (exceptuando el caso de las esfera de 10 micras, que era similar) en los escarabajos que en los insectos palo. Mientras los primeros habían eliminado gran parte de las partículas de suciedad a los pocos pasos, los segundos tardaban más y la autolimpieza era completa sólo cuando había un movimiento de cizalla.

Pasito a pasito. Esferas de una micra depositadas en pasos sucesivos por Gastrophysa viridula [A] y Carausius morosus [B]. La flecha indica la dirección del movimiento. Como puede comprobarse, las almohadillas se limpian antes en los escarabajos que en los insectos palo.

De esto se deduce que los pies peludos se comportan mejor que los lisos ya que recuperan más rápidamente sus propiedades adhesivas y no necesitan realizar ningún movimiento de cizalla. De ahí que este sistema esté tan extendido en otros artrópodos e invertebrados.

Estudiando en profundidad el mecanismo de autolimpieza, se podrían diseñar adhesivos que mantuvieran sus propiedades por el uso continuado.

Y de propina...

Christofer Clemente habla de los pies pegajosos de los insectos, concretamente de la hormiga tejedora Oecophylla smaragdina (es capaz de soportar boca abajo y sin caerse un peso 100 veces superior al suyo gracias a la adhesividad de sus patas, que tienen almohadillas con un mecanismo para disminuir la superficie de contacto con el suelo y así poder despegarse) y de la cucaracha Nauphoeta cinerea (tiene dos tipos de almohadillas, una para subir y otra, en la dirección opuesta, para bajar).