La sepia , los cefalópodos conocidos por su asombrosa capacidad para cambiar instantáneamente el color y la textura para mezclarse con el entorno, tienen otro truco recién descubierto. Los investigadores han descubierto que estas criaturas blandas pueden "congelar" su paleta de camuflaje y bloquearla en su lugar durante hasta una hora sin ninguna entrada que consuma energía de su sistema nervioso principal.
Ese superpoder les permite mantener su disfraz durante largos períodos para evitar ser detectados y devorados. También les ayuda a atrapar a sus propias presas al permitirles permanecer esencialmente invisibles mientras esperan. El hallazgo, publicado el 15 de febrero de 2018 en la revista iScience, no solo revela otra estrategia inteligente de estos maestros del disfraz que viven en el fondo del océano, sino que también brinda una guía adicional para los ingenieros que esperan aprovechar los trucos de los animales para desarrollar nuevas tecnologías. como mapas que pueden saltar en tres dimensiones y robots de cuerpo blando que podrían envolver una pierna humana para ofrecer apoyo.
Como ocurre con muchos descubrimientos, los científicos se toparon con éste casi por accidente. Los investigadores, mientras trabajaban juntos en el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts, estaban tratando de rastrear cómo el sistema nervioso de la sepia dirige su piel para transformar su textura 3-D en segundos para mezclarse con el fondo de, digamos, algas o un Roca. Cuando cortaron uno de los dos nervios principales que corre a lo largo del costado de una sepia, esperaban que el animal perdiera su camuflaje en el lado correspondiente de ese nervio. Pero, de hecho, la textura tridimensional proporcionada por los nudos de la piel de la sepia, llamados papilas, se mantuvo intacta.
"De hecho, fue bastante sorprendente cuando lo vimos por primera vez", dice Trevor Wardill, coautor del estudio y neurocientífico de la Universidad de Cambridge. "Generalmente, cuando se corta la entrada de un músculo, simplemente se relaja y eso es todo. Pensamos que hicimos algo mal".
Sin embargo, las tomas repetidas del procedimiento, dirigidas por la primera autora Paloma González-Bellido, profesora de neurociencia en la Universidad de Cambridge, mostraron que el fenómeno no fue una casualidad. (Los animales no fueron sacrificados por el procedimiento y pudieron continuar nadando y alimentándose en un tanque en las instalaciones de MBL). El hallazgo del equipo es la primera vez que se detecta este tipo de bloqueo o atrapamiento de músculo, como se lo conoce. en cualquier cefalópodo. Wardill dice que creen que es un tipo de mecanismo de bloqueo similar al que usan las almejas y los mejillones para sellar sin gastar energía. Para la sepia, que, como cualquier animal salvaje, depende de cada caloría que consume para sobrevivir, tener una forma de mantener su disfraz sin bombear energía constantemente, es una estrategia de supervivencia ingeniosa.
"Normalmente, si está enviando mensajes neuronales constantemente, se requiere un uso constante de energía para hacerlo", dice. "Mientras que si envía el mensaje y luego deja de enviarlo por hasta una hora, eso es un ahorro muy significativo".
El calamar también puede hacerlo
Los investigadores sospechan que los calamares , que se encuentran en las columnas de agua superiores del océano, pueden tener la misma capacidad. Los calamares no transforman la textura de su piel como lo hacen las sepias, probablemente porque el aumento de la resistencia haría que esas superficies rugosas fueran más una desventaja que una ventaja. Pero estos cefalópodos se mezclan cambiando la calidad iridiscente de su piel, cambiando efectivamente la forma en que la luz del sol se refleja en sus cuerpos. Las observaciones han demostrado que los calamares incluso usan su iridiscencia para hipnotizar a sus presas, como los cangrejos, en su punto de mira. Al investigar los neurotransmisores de la sepia, encontraron sorprendentes similitudes con los circuitos neuronales utilizados por los calamares para manipular su iridiscencia. Por lo que sospechan que los calamares pueden tener una capacidad similar para bloquear un cierto aspecto iridiscente.
"Los mismos controles nerviosos parecen controlar las papilas en la sepia y la iridiscencia en el calamar", dice Wardill. "Sospechamos que deben tener un antepasado común para este sistema de control, pero el jurado aún está deliberando".
La noticia de que los científicos han descubierto otro ingenioso truco de cefalópodos es una noticia emocionante para personas como James Pikul, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecánica Aplicada de la Universidad de Pensilvania. El grupo de investigación de Pikul tomó prestado recientemente de estudios anteriores sobre los cefalópodos para imitar el camuflaje de textura de cambio rápido de la sepia en forma sintética utilizando anillos de malla de fibra y silicona. Él prevé aprovechar la capacidad dinámica de cambio de textura de la sepia para generar un mapa GPS que podría quedar plano en un vehículo y luego, al recibir una orden, saltar a tres dimensiones para ofrecer una vista vívida y completamente contorneada de la ruta del conductor.
Aplicaciones médicas futuras
Pikul también predice un sinfín de aplicaciones médicas que podrían tomar prestadas del cefalópodo, incluidos robots blandos que podrían doblarse instantáneamente y adaptarse al molde alrededor de la pierna lesionada de un paciente o incluso envolver y sostener un corazón latiendo. Para lograr esas visiones, Pikul prevé inspirarse y guiarse en la sepia y luego avanzar. Él prevé, por ejemplo, el desarrollo de papilas artificiales individuales que no solo podrían activarse o desactivarse para que coincidan con un entorno, sino que también se les pedirá que adopten una forma específica para crear una superficie que esté aún más afinada.
"La naturaleza ya ha comenzado el proceso de diseño, por lo que no tenemos que empezar de cero", dice Pikul. "Pero, en última instancia, queremos ir más allá de lo que pueden hacer incluso estos asombrosos animales".
Eso es interesante
La última investigación sobre la sepia fue financiada por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea. Trevor Wardill señala que el interés de los militares por los animales va más allá del camuflaje. "También están interesados debido a la ciencia de los materiales. Puedes imaginar que puedes tomar una estructura muy plana y activarla para formar una forma tridimensional. Esa habilidad podría ser realmente útil si necesitas transportar una estructura plana a un lugar y luego amplíelo ".
