Este insecto francotirador catapulta enormes gotas de su orina para ahorrar energía: ScienceAlert

Un nuevo estudio describe una hazaña increíble de orina de proyectil descubierta en un insecto llamado así por su rápida entrega de desechos.

El pequeño francotirador de alas de cristal (Homolodisca vitripennis) es capaz de orinar a una velocidad asombrosa para su cuerpo de 12 milímetros (media pulgada), arrojando una gota de líquido a una velocidad de unos 30 centímetros por segundo.

Con base en un análisis detallado que involucra modelos informáticos y experimentos físicos, los científicos creen que la forma inusual en que estos insectos orinan les ayuda a conservar la pequeña y preciosa energía que absorben de los fluidos vegetales pobres en nutrientes con los que se alimentan.

La búsqueda fue provocada por las observaciones hechas por Saad Bhamla, un ingeniero biomolecular del Instituto de Tecnología de Georgia en los Estados Unidos, quien notó el comportamiento de orinar del francotirador en su patio trasero.

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Los insectos excretan diminutas gotitas de pis por sus extremos traseros y las disparan a gran velocidad con un lápiz óptico que actúa como una catapulta.

“Se sabe poco sobre la dinámica de fluidos de la excreción, a pesar de su impacto en la morfología, la energía y el comportamiento de los animales”. dicho Bhamla.

“Queríamos ver si este pequeño insecto había ideado alguna innovación inteligente de ingeniería o física para orinar de esa manera”.

Con cámaras de alta velocidad y técnicas de microscopía, Bhamla y sus colegas observaron más de cerca este parpadea y te lo perderás, micción estilo catapulta. El lápiz óptico actúa como la aleta de una máquina de pinball, acelerando las gotas de orina a más de 40G (10 veces más que los autos deportivos de alta gama).

Fue cuando compararon la velocidad del movimiento del lápiz óptico con la velocidad de las gotas que los científicos notaron evidencia de superpropulsión. Las gotas pueden viajar a velocidades 1,4 veces más rápidas que el lápiz óptico, lo que implica una fuente adicional de fuerza.

Los científicos determinaron que el lápiz óptico comprime las gotas de líquido antes de que se liberen, almacenando energía en la tensión superficial y la elasticidad entre las moléculas de las gotas. En el momento justo, el lanzamiento puede hacer que la orina vuele a gran velocidad.

“Nos dimos cuenta de que este insecto había desarrollado un resorte y una palanca como una catapulta y que podía usar estas herramientas para lanzar gotas de orina repetidamente a altas aceleraciones”. dicho Elio Challita, estudiante de ingeniería biomolecular también del Instituto Tecnológico de Georgia.

La pregunta final era por qué los francotiradores habían evolucionado de esta manera. A través del análisis de la morfología, el intestino posterior y la dinámica de fluidos de la savia del xilema de los francotiradores, los científicos creen que este método de eficiencia energética facilita que los insectos expulsen cantidades relativamente significativas de fluido.

Con un 95% de agua, la savia del xilema contiene pocos nutrientes, por lo que los francotiradores deben beber grandes cantidades de ella, hasta 300 veces su peso corporal cada día, para obtener suficiente energía para sobrevivir. Mientras que otros insectos usan chorros de orina para deshacerse de los desechos acuosos que generan, este no es el caso de H. vitripennis – sus cuerpecitos necesitan un método de expulsión menos exigente.

Además, los investigadores creen que la forma en que los francotiradores lanzan gotas a grandes distancias también podría ayudarlos a evadir la detección de los depredadores, que pueden verse atraídos por las señales químicas en la orina.

El equipo comparado que tratar de lanzar “un globo de jarabe de arce del tamaño de una pelota de playa” de una mano humana, no es una tarea fácil. Es una mirada fascinante a cómo evolucionaron estos insectos para orinar de la manera más eficiente y efectiva posible.

Esta es la primera vez que se observa este tipo de superimpulsión en un animal vivo. En última instancia, estos hallazgos podrían ayudarnos a encontrar mejores formas de expulsar el agua de los dispositivos de bajo consumo como los relojes inteligentes, dicen los investigadores.

“Este trabajo refuerza la idea de que la ciencia impulsada por la curiosidad es valiosa”, dicho Shalita.

“Y el hecho de que hayamos descubierto algo tan interesante, un superimpulsor de gotas en un sistema biológico y hazañas heroicas de la física que tienen aplicaciones en otros campos, lo hace aún más fascinante”.

La investigación ha sido publicada en Naturaleza Comunicación.