Cuando se ven obligados a elegir entre su vida y una extremidad, muchos animales están dispuestos a sacrificar la extremidad. La capacidad de desprender apéndices se conoce como autotomía, o auto amputación. Cuando se ven acorraladas, las arañas se deshacen de sus patas, los cangrejos dejan caer sus pinzas, y algunos roedores pequeños mudan segmentos de su piel. Algunas babosas marinas incluso se decapitan para separarse de sus cuerpos infestados de parásitos.
Sin embargo, las lagartijas son quizá las criaturas más conocidas por recurrir a la autotomía. Para evadir a los depredadores, muchas lagartijas abandonan sus colas, que mantienen el movimiento aún después del hecho. Este comportamiento desconcierta al depredador, lo cual le da tiempo al resto de la lagartija de huir. Aunque perder una cola tiene sus desventajas —son útiles para maniobrar, impresionar a las parejas y almacenar grasa— es preferible a que te coman. Muchas lagartijas incluso son capaces de regenerar sus colas pérdidas.
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Los científicos han estudiado con minucia este sistema de defensa contra la depredación, pero las estructuras que conforman su funcionamiento son confusas. Si una lagartija puede prescindir de su cola en un instante, ¿qué la mantiene en su lugar en situaciones que no amenazan su vida?
Yong-Ak Song, un ingeniero biomecánico de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi, le llama a esto la “paradoja de la cola”: debe ser adherente y removible al mismo tiempo. “Debe ser capaz de separarse de su cola rápidamente para sobrevivir”, dijo Song sobre la lagartija. “Pero al mismo tiempo, la cola no puede desprenderse con demasiada facilidad”.
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Hace poco, Song y sus colegas se dieron a la tarea de resolver la paradoja mediante el análisis de varias colas recién amputadas. No les hicieron falta sujetos de investigación: según Song, el campus de Abu Dhabi está repleto de gecos. Con presillas diminutas atadas a cañas de pescar, reunieron a varias lagartijas de tres especies: dos tipos de gecos y una lagartija desértica conocida como el lagarto de dedos marginales de Schmidt.
Ya en el laboratorio, jalaron con los dedos las colas de las lagartijas para persuadirlas a recurrir a la autotomía. Filmaron el proceso resultante a 3000 fotogramas por segundo con una cámara de alta velocidad. (Poco después, las lagartijas se devolvieron al lugar donde se encontraron). Luego, los científicos pusieron las colas que aún se retorcían bajo un microscopio electrónico.
A una escala microscópica, lograron ver que cada fractura en la que la cola se desprendió del cuerpo estaba colmada de pilares en forma de hongos. Al acercarse más, vieron que cada sombrero de hongo tenía múltiples poros diminutos. Al equipo le sorprendió descubrir que las partes de la cola no se entrelazaban a lo largo de las zonas de fractura, sino que los conjuntos densos de micrópilos en cada segmento apenas parecían tocarse. Esto hacía que la cola de lagartija se viera como una constelación frágil de segmentos ligeramente conectados.
Sin embargo, un modelado por computadora de las zonas de fractura en la cola reveló que las microestructuras en forma de hongo eran capaces de liberar la energía acumulada. Una razón detrás de esto es que están llenas de brechas minúsculas, como poros y espacios diminutos entre cada sombrero de hongo. Estos vacíos absorben la energía generada por un tirón, lo cual permite que la cola quede intacta.
Si bien estas microestructuras pueden resistir los jaloneos, el equipo descubrió que eran susceptibles de quebrarse con una ligera torcedura. Determinaron que las colas eran 17 veces más propensas a fracturarse cuando se doblaban que cuando se jalaban. En los videos en cámara lenta que los investigadores tomaron, las lagartijas torcían sus colas para partirlas con precisión en dos a lo largo de la zona carnosa de fractura.
Sus hallazgos, que fueron publicados el jueves en la revista científica Science, ilustran cómo estas colas logran el equilibrio perfecto entre la firmeza y la fragilidad. “Es un ejemplo hermoso del principio de Ricitos de Oro aplicado a un modelo en la naturaleza”, comentó Song.
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Según Animangsu Ghatak, un ingeniero químico del Instituto Indio de Tecnología de Kanpur, la biomecánica de estas colas de lagartija recuerda a las microestructuras adherentes que se ven en los dedos pegajosos de los gecos y las ranas de árbol. “Deben tener el equilibrio justo entre adherencia y desprendimiento, porque eso les permite a estos animales escalar superficies empinadas”, explicó Ghatak, quien no participó en el estudio. Agregó que las patas de los animales estaban cubiertas de miles de millones de pequeñas cerdas que, a su vez, estaban compuestas por sombreros como de hongo.
Los investigadores consideran que comprender el proceso que les permite a las lagartijas deshacerse de sus colas podría ser útil para adherir prótesis, injertos de piel o vendas, y tal vez incluso podría ayudar a los robots a separarse de piezas averiadas.
No obstante, a Song le emociona más comprender al fin cómo las criaturas del campus escapan de los depredadores.
“Este proyecto se basó por completo en la curiosidad”, afirmó. “Solo queríamos saber cómo las lagartijas que nos rodean se cortan la cola con tanta rapidez”.
