Consiguen entrenar a una araña para estudiar sus saltos

Científicos han desvelado los secretos de cómo algunas arañas depredadoras atrapan a sus presas tras entrenarlas con éxito por primera vez para saltar diferentes distancias y alturas

Kim es el nombre de la araña adiestrada por los científicos de la Universidad de Manchester para estudiar su manera de saltar

Vídeo: Universidad de Manchester

Kim

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Manchester, es el más avanzado en su clase hasta la fecha y el primero en utilizar la tomografía en 3D así como cámaras de alta velocidad y resolución para registrar, monitorear y analizar el movimiento y el comportamiento de una araña.

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El objetivo de la investigación fue responder a la pregunta de por qué la anatomía y el comportamiento de las arañas saltarinas evolucionaron de la manera en que lo hicieron y, en segundo lugar, utilizar esta mejor comprensión de su cinética para diseñar una nueva clase de ágiles microrobots hasta ahora impensables utilizando la ingeniería actual.

"Una araña saltadora puede saltar hasta seis veces su longitud corporal. La mejor marca que puede lograr un ser humano es aproximadamente de 1.5 veces la longitud de su cuerpo. La fuerza en las patas de las arañas al despegar puede ser de hasta 5 veces su peso. Esto es sorprendente y si podemos entender esta biomecánica podemos aplicarla a otras áreas de investigación", declara el Dr. Mostafa Nabawy, autor principal del estudio publicado recientemente en la revista Nature Scientific Reports.

Los investigadores entrenaron a una araña, a la que apodaron Kim, para saltar diferentes alturas y distancias en una plataforma artificial. Kim pertenece a la especie de araña Phidippus regius o más conocida comúnmente como araña saltadora regia.

Phidippus regiu usa diferentes estrategias de salto dependiendo del desafío que se le presente

Posteriormente el equipo grabó los saltos utilizando cámaras de alta velocidad y se valió de la microtomografía de alta resolución para crear un modelo en 3D de las piernas y la estructura del cuerpo de Kim con un detalle sin precedentes. Los resultados muestran que esta especie particular de araña usa diferentes estrategias de salto dependiendo del desafío que se le presente.

Los insectos y las arañas saltan de diferentes maneras, ya sea mediante un mecanismo similar a un muelle, usando fuerzas musculares directas o valiéndose de la presión de fluido interna. Por ejemplo, para saltar distancias más cortas, Kim favoreció una trayectoria más rápida y más baja que consume más energía, pero que minimiza el tiempo de vuelo. Esto hace que el salto sea más preciso y más efectivo para capturar a su presa. Sin embargo, si lo que Kim quería era salvar una distancia más larga o dirigirse hacia una plataforma elevada, modificaba su salto de forma que empleaba la energía de la manera más eficiente posible.

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Fotografías

Los científicos han sabido desde 50 años que las arañas emplean la presión hidráulica interna para extender sus patas, pero lo que desconocen aún es si esta se usa activamente para mejorar o reemplazar la fuerza muscular cuando saltan. El Dr. Bill Crowther, coautor del estudio, explica: "nuestros resultados sugieren que, aunque Kim puede mover sus piernas de forma hidráulica, no necesita esta energía adicional de la hidráulica para lograr su extraordinario rendimiento de salto, es decir, le vale con su fuerza muscular. Pese a este asombroso descubrimiento, el papel del movimiento hidráulico en arañas sigue siendo una pregunta abierta", concluye.

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