FÉNIX-Imagínese golpear su cabeza contra una pared a la velocidad máxima de un Lamborghini, y tendrá una buena idea de lo que es para un gecko golpearse de cabeza contra un árbol mientras se precipita desde la rama hasta el tronco. “El aterrizaje parece bastante brutal”, dice Lara Ferry, bióloga integradora que estudia morfología animal en la Universidad Estatal de Arizona, West Campus.
Sin embargo, los pequeños lagartos con las famosas patas pegajosas suelen salir ilesos. El video de alta velocidad presentado aquí la semana pasada en la reunión anual de la Sociedad de Biología Integrativa y Comparada revela cómo los cuerpos de los geckos amortiguan el impacto, ayudándolos a aterrizar de manera segura y aferrarse a sus perchas. Pero las lagartijas no son las únicas con un truco de salto: otro equipo describió cómo pequeños invertebrados llamados colémbolos usan gotas de agua para amortiguar sus aterrizajes mientras dan sus propios saltos de alta velocidad.
Ambos proyectos están descubriendo nuevos conocimientos sobre cómo los animales contorsionan sus cuerpos para controlar sus aterrizajes, dice Jake Socha, un biomecánico comparativo del Instituto Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal que no participó en ninguno de los estudios. El trabajo, dice, podría ayudar a los ingenieros a diseñar robots que sean igualmente capaces de alejarse de choques de alto impacto.
Muchas criaturas que habitan en los árboles, como las ardillas planeadoras y los pájaros carpinteros, pueden aterrizar con facilidad, gracias a los pliegues de la piel y las plumas que los ralentizan para aterrizar suavemente con los pies primero. Pero la mayoría de los lagartos no tienen nada de eso, dice Ferry, que no participó en ninguno de los estudios. Entonces, ¿cómo sobreviven a sus brutales aterrizajes?
El biomecánico interdisciplinario Ardian Jusufi decidió averiguarlo. Mientras estaba en una selva tropical en Singapur para el trabajo de campo, el científico del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes filmó y analizó 37 aterrizajes de geckos asiáticos de cola plana (Hemidactylus platyurus).
Cuando el lagarto choca contra el árbol deseado, su cabeza rebota en el impacto (ver video, arriba). La mitad superior de su cuerpo luego se inclina hacia atrás, deslizándose del tronco como una cáscara de plátano. Pero las patas traseras y la cola aún pueden sostenerse, anclando al lagarto hasta que el resto de su cuerpo se balancea hacia arriba y se asienta con las cuatro patas plantadas, informaron Jusufi y sus colegas en la reunión. «Ellos ‘ruedan’ en él», dijo.
Los investigadores sospecharon que la cola del gecko fue clave para su éxito. Así que construyeron un robot flexible con una cola ajustable y lo catapultaron, con y sin cola, hacia una pared vertical (vea el video a continuación). Los científicos registraron los aterrizajes y midieron las fuerzas involucradas. Se requiere acortar la cola en un 25% el doble de fuerza adhesiva en los pies para evitar que la lagartija se caiga, informó el equipo este mes en la reunión y en septiembre de 2021 en Biología de la Comunicación. Sin cola, el gecko robótico se caía casi siempre. “Esa cola es una parte fundamental de la respuesta del animal para poder agarrarse”, dice Socha.
John Hutchinson, un biomecánico evolutivo del Royal Veterinary College que no participó en el trabajo, cree que otros lagartos pueden hacer lo mismo. «La forma de su cuerpo es bastante ‘estándar de pantano’ para los lagartos», dice, «por lo que puede ser que una amplia variedad de lagartos ‘aburridos’ utilicen estos emocionantes comportamientos de aterrizaje cuando deben hacerlo».
Los colémbolos utilizan otras emocionantes maniobras para aterrizar. Estos artrópodos amantes de la humedad tienen aproximadamente la mitad del tamaño de una semilla de sésamo y saltan hasta 25 veces la longitud de su cuerpo cuando se les molesta. (Para un humano, tal salto cubriría la distancia de dos canchas de tenis). Despegan en 2 milisegundos, 50 veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos, desde la tierra húmeda, la hojarasca, incluso la superficie de los charcos por miles, «como hacer estallar mini palomitas de maíz», dice Saad Bhamla, biofísico del Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech).
Bhamla y Victor Ortega-Jimenez, también biofísico de Georgia Tech, filmaron y analizaron lo que sucede cuando aterrizan los colémbolos (ver video a continuación). Al igual que los geckos, estas criaturas también amortiguan su impacto—pero con una gota de agua en lugar de un rabo, informó Ortega-Jiménez en la reunión.
Víctor M. Ortega-Jiménez/Bhamla Lab
La parte inferior del colémbolo tiene un tubo largo llamado colóforo que agarra una gota de agua cuando el colémbolo despega. El peso adicional de la gota ayuda a estabilizar al animal volador. Por lo tanto, la gota golpea primero, actuando como un colchón. Además, el colémbolo se asegura de que los pies (y las gotas de agua) aterricen primero flexionando su cuerpo giratorio en forma de U en el aire, informó Ortega-Jiménez.
“Tanto los geckos como los colémbolos están deformando sus cuerpos y utilizan una estructura especializada —la cola en los geckos, el colóforo en los colémbolos— para facilitar un aterrizaje perfecto”, explica Ortega-Jiménez.
Pero el tamaño importa. Dadas las fuerzas involucradas, lo que funciona para los organismos pequeños no funcionará para nosotros, dice Hutchinson. “Los humanos se irían al suelo si lo intentaran”.
