Realizan un macabro experimento para determinar qué tan fuertes son las hormigas
Las hormigas son conocidas mundialmente por ser una de las especies más poderosas. Pero las estimaciones de su fuerza parecen estar muy lejos de lo que realmente pueden hacer.
¿Cuántas veces vimos a las hormigas trasladar objetos varias veces más grandes y pesados que ellas? Se cree que son capaces de soportar alrededor de cien veces su peso, y trasladar esos objetos por muchos metros. La fuerza de las hormigas se debe a su estructura corporal y un exoesqueleto muy resistente que les proporciona apoyo y protección.
La anatomía de estos insectos resulta realmente interesante, y conocerla a fondo puede ayudar a crear nuevas estructuras y máquinas super poderosas. Por eso, un equipo de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Ohio se propuso estudiar la verdadera resistencia y funcionamiento de las hormigas con algunos experimentos.
Pero, como ocurre con todo sistema de ingeniería, tienen que desmontar el objeto de estudio para determinar cómo funciona.
Para hacerlo, debieron desmembrarlas. Carlos Castro, profesor asistente y uno de los involucrados en este experimento, confirmó que para evitar mayor sufrimiento, los insectos eran anestesiados previamente.
El experimento
El objetivo era determinar la fuerza necesaria para arrancar la cabeza de una hormiga. Después de anestesiar a las hormigas en un refrigerador, las pegaron boca abajo en una centrífuga diseñada especialmente para medir la fuerza necesaria para distorsionar el cuello y, finalmente, arrancar la cabeza del cuerpo.
Los científicos utilizaron equipos de microtomografía computarizada (micro-CT) para radiografiar a las hormigas y microscopía electrónica para escanearlas. Esto les permitió obtener imágenes detalladas de la estructura interna de las hormigas.
La centrífuga giraba a cientos de rotaciones por segundo, lo que sometía a las hormigas a una fuerza cada vez mayor. El cuerpo de las hormigas se alargó y la articulación del cuello comenzó a estirarse bajo tensiones equivalentes a 350 veces su peso corporal.
Finalmente, los cuellos de las hormigas estallaron con fuerzas entre 3,400 y 5,000 veces su peso corporal habitual. Un valor muchísimo más elevado del esperado. "Las hormigas son sistemas mecánicos impresionantes, realmente asombrosos", dijo Castro. "Antes de empezar, hicimos una estimación algo conservadora de que podrían soportar 1000 veces su peso, y resultó ser mucho más".
La estructura
Las imágenes de micro-CT mostraron que la estructura de los tejidos blandos del cuello de las hormigas está compuesta por una serie de músculos y tendones que se unen al exoesqueleto duro del cuerpo y la cabeza. Estos músculos y tendones son los que permiten que las hormigas levanten objetos pesados.
Las imágenes de microscopía electrónica mostraron que la cabeza, el cuello y la articulación del pecho de las hormigas están cubiertos de diversas texturas, con estructuras que se asemejan a protuberancias o pelos que sobresalen de múltiples lugares. Estas estructuras ayudan a aumentar la fricción entre el cuello y el exoesqueleto, lo que ayuda a prevenir que la cabeza se separe del cuerpo.
Sin embargo, la fuerza de las hormigas se limita a su tamaño. Si la llevamos a la escala humana, las leyes de la física dicen que no serían tan poderosas. El peso de un objeto es proporcional a su volumen, por lo que una hormiga 10 veces más grande pesaría 1000 veces más. Sin embargo, su fuerza muscular solo aumentaría 100 veces. Pensar en hormigas gigantes suena mucho menos aterrador ahora.
¿Sienten dolor?
Las hormigas tienen receptores sensoriales que pueden detectar el daño, pero no tienen la misma capacidad para experimentar dolor que los humanos.
Los humanos experimentamos el dolor como una sensación subjetiva que puede incluir emociones como el sufrimiento, el miedo o la ira. Las hormigas no parecen experimentar estas emociones. Por lo tanto, es más preciso decir que sienten daño, pero no dolor.
Ellas reciben impulsos eléctricos que viajan al sistema nervioso central en respuesta a cambios ambientales potencialmente peligrosos. Esta señal desencadena una respuesta de lucha o huida, que puede incluir retirar la parte del cuerpo afectada de la fuente de daño, intentar defenderse o liberar feromonas de alarma para alertar a otras hormigas del peligro.
Referencia de la noticia:
Vienny Nguyen, Blaine Lilly, Carlos Castro, et al. The exoskeletal structure and tensile loading behavior of an ant neck joint