Es capaz de soportar 39.000 veces su peso
Descifraron los secretos del escarabajo acorazado, un
insecto casi indestructible
Un estudio publicado en la revista Nature revela el motivo
de la excepcional capacidad de supervivencia del Phloeodes diabolicus. La
clave está en su estructura y los ingenieros podrían beneficiarse de su
diseño.
El escarabajo acorazado tiene una las estructuras más
duras y resistentes al aplastamiento conocida en el mundo biológico.
Imagen: EFE
El escarabajo acorazado es un insecto
formidable. Aves, lagartos y roedores intentan con frecuencia comérselo, pero
rara vez lo consiguen. Si lo atropella un coche, la criatura sigue viva.
Un artículo publicado en Nature reveló
los secretos que hacen que sea casi indestructible.
La supervivencia de este escarabajo, denominado Phloeodes diabolicus,
depende de dos factores clave: su capacidad para hacerse el muerto de
manera convincente y un exoesqueleto que es una de las
estructuras más duras y resistentes al aplastamiento conocida en el
mundo biológico.
En un artículo publicado en Nature, investigadores de la Universidad de
California, Irvine (UCI) y otras instituciones revelan
los componentes materiales, y sus planos a nano y microescala, que hacen
que el organismo sea tan indestructible, al tiempo que demuestran
cómo los ingenieros pueden beneficiarse de estos diseños.
"El acorazado es un escarabajo terrestre, por lo que no es liviano y
rápido, sino que está construido más como un pequeño tanque", dijo en un
comunicado el investigador principal y autor correspondiente David Kisailus,
profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la UCI. "Esa es su
adaptación: no puede volar, así que simplemente se queda quieto y deja que su
armadura especialmente diseñada cumpla su función hasta que el depredador se
rinda".
En su hábitat desértico en el suroeste de EE.UU., el escarabajo se
puede encontrar debajo de las rocas y en los árboles, apretado
entre la corteza y el tronco, otra razón por la que necesita tener un exterior
duradero.
El autor principal, Jesús Rivera, un estudiante de posgrado en el laboratorio
de Kisailus, se enteró por primera vez de estos organismos en 2015 durante una
visita al reconocido museo de entomología en UC Riverside, donde él y Kisailus
estaban trabajando en ese momento. Rivera recolectó los escarabajos de sitios
alrededor del campus de Inland Empire y los llevó al laboratorio de Kisailus
para realizar pruebas de compresión, comparando los resultados con los de otras
especies nativas del sur de California.
El escarabajo acorazado soporta 39.000 veces su peso
Descubrieron que el escarabajo acorazado puede soportar una
fuerza de aproximadamente 39.000 veces su peso corporal.
Un hombre de 90 kilos tendría que soportar el aplastante
peso de 3,5 millones de kilos para igualar esta hazaña.
Al realizar una serie de evaluaciones microscópicas y espectroscópicas
de alta resolución, Rivera y Kisailus descubrieron que el secreto de
este insecto radica en la composición material y la arquitectura de su
exoesqueleto, específicamente, sus élitros. En los escarabajos aéreos, los
élitros son las hojas de las alas delanteras que se abren y cierran para
proteger las alas de vuelo de las bacterias, la desecación y otras fuentes de
daño. Los élitros del acorazado han evolucionado para convertirse en un escudo
protector sólido.
Un insecto que pierde capas pero no se rompe
El análisis de Kisailus y Rivera mostró que los élitros
constan de capas de quitina, un material fibroso y una matriz proteica. En
colaboración con un grupo dirigido por Atsushi Arakaki y su estudiante graduado
Satoshi Murata, ambos de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio,
examinaron la composición química del exoesqueleto de un escarabajo volador más
ligero y la compararon con la de su contraparte terrestre. La capa exterior del
escarabajo acorazado tiene una concentración significativamente más alta de
proteína, aproximadamente un 10 por ciento más en peso, que los investigadores
sugieren que contribuye a la mayor dureza de los élitros.
El equipo también investigó la geometría de la sutura medial
que une las dos partes de los élitros y descubrió que se parece mucho a las
piezas entrelazadas de un rompecabezas. Rivera construyó un dispositivo dentro
de un microscopio electrónico para observar cómo funcionan estas conexiones
bajo compresión, similar a cómo podrían responder en la naturaleza. Los
resultados de su experimento revelaron que, en lugar de romperse en la región
del "cuello" de estos enclavamientos, la microestructura dentro de
las hojas de los élitros cede a través de la delaminación o fractura en capas.
"Cuando rompes una pieza de un rompecabezas, esperas
que se separe por el cuello, la parte más delgada", dijo Kisailus.
"Pero no vemos ese tipo de división catastrófica con esta especie de
escarabajo. En cambio, se deslamina, proporcionando una falla más elegante de
la estructura".
TOMADO DE PAGINA 12 DE AR
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