Los insectos que catapultan sus heces en forma de gotas ‘superpropulsadas’ para ahorrar energía

La escala en el mundo de los insectos es vital para su funcionamiento, tanto que incluso determina su vida, aunque la lógica en el plano diminuto de estos animales puede sonar contraintuitiva en el día a día humano. Pero al estudiarlos, su física revela mecanismos fascinantes. Por ejemplo, que unas chinches hayan conseguido controlar sus propios excrementos, lanzándolos en singulares gotas, que catapultan a velocidades increíbles lo más lejos posible de donde se alimentan. Es una adaptación que permite a estos insectos saltahojas optimizar recursos: logran que el nutriente obtenido sea más rico que el coste de conseguirlo, y además resulta en una estrategia para conservar energía y mantener alejados a los depredadores.

Un estudio, que se publica hoy en la revista Nature Communications, se centra en la forma en que estos insectos (cicadélicos) han conseguido dar con este modelo perfeccionado de “superpropulsión” de heces, hasta el punto de que los ingenieros que lo estudian lo celebran como el método “óptimo”. El investigador principal del estudio, Elio Challita, detalla cómo los insectos saltahojas utilizan la superpropulsión de gotas para eliminar grandes volúmenes de sus desechos, “hasta 300 veces su propio peso corporal al día”, frente al 2,5% de los seres humanos. Para el científico, del Instituto Tecnológico de Georgia, en Atlanta (Estados Unidos), lo sorprendente es el proceso: las chinches obtienen energía de fuentes de mala calidad de la planta, savia de árboles y raíces, donde “solo un 5% de lo que consumen les resulta útil nutritivamente”.

Que sean capaces de sobrevivir con esta dieta es como conseguir líquido en medio de un desierto, apunta Saad Bhamla, coautor y director del laboratorio especializado en insectos de la misma universidad norteamericana: “Estos insectos milimétricos emplean grandes músculos de succión en su cabeza, un aparato hiperdesarrollado, para extraer y filtrar monumentales volúmenes de líquido vegetal, y también un sistema digestivo eficaz para expulsarlo”. Para el investigador, estos insectos son ingenieros natos, ya que con su estrategia “realmente resuelven un complejo problema de bioquímica, conservar energía, y eso es fascinante”. En el trabajo apuntan a una ecuación: la energía que requiere extraer comida debe salir a cuenta, gastar menos de la que obtiene.

Los insectos estudiados han conseguido dominar la física de la tensión superficial como los mejores científicos de élite, detalla Challita con asombro: “Consumen nutrientes y luego los expulsan, no en chorro como otros animales mayores, sino en gotas, ya que les resulta más rentable energéticamente, requiere menos esfuerzo”. El autor describe que, a la escala de estas chinches, las gotas de agua son compactas, como se puede ver en las películas de animación de 1998 Antz: Hormigaz (DreamWorks) o Bichos, una aventura en miniatura (Pixar), similares a “una pelota de plástico”, que se balancea y deforma, que posee su propia energía. La investigación destaca cómo los insectos son capaces dominar con su ano la energía que posee la gota al tensionarse; la genera, la excreta y la lanza como una pelota de béisbol, aprovechándose de su potencial para llegar más lejos.

En las propias palabras de los científicos: “Superpropulsan sus heces”. Bhamla traza un símil con una pelota de vóleibol que se dirige hacia alguien y la aprovecha para lanzarla todavía más lejos. Challita ahonda: “Nos dimos cuenta de que este insecto había desarrollado un resorte y una palanca como una catapulta, y que podía usar esas herramientas para lanzar gotas de orina repetidamente a grandes velocidades”. Una catapulta que acelera su proyectil a 40Gs, diez veces más que los coches de carreras, para lanzarlo a varios cuerpos de distancia. Los investigadores reconocen que nunca han medido la longitud máxima a la que pueden disparar esas gotas.

Esta secreción tiene unas características especiales: es pegajosa, pero a la vez que el insecto se puede deshacer de ella, y en la proporción exacta que necesita para poder manipularla. Los autores creen que este conocimiento resultará útil para el diseño de estructuras autolimpiables, regadío de precisión y motores robóticos blandos inspirados en insectos.

¿Por qué estudiar algo tan aparentemente irrelevante como las heces de los insectos? Los autores de la investigación explican que, pese a que puedan parecer inofensivas, un enjambre de chinches miccionando simultáneamente es peligroso para las cosechas, como las de vino en California, donde trabaja otro de los integrantes del equipo. Bhamla abunda: “Lo que no entendemos es que nadie más esté fascinado, ¿cómo no pueden resultarles increíbles los insectos a todo el mundo?”. “Lo más mundano puede ser maravilloso”, reflexiona en voz alta el autor durante la charla TED ligada a la investigación.

“En el mundo animal no hay diseño, hablamos de evolución”, precisa José Luis Maestro Garriga, del Instituto de Biología Evolutiva UPF-CSIC en Barcelona, que no ha participado en este trabajo. El entomólogo, especializado en cucarachas, detalla cómo la investigación apunta a la capacidad evolutiva de estas chinches para que sobrevivan en un nicho ecológico: “Están sorprendentemente bien adaptadas, los insectos viven con los recursos que consiguen”.

La biodiversidad de los insectos es casi infinita. Se han descrito un millón de especies, aunque se calcula que aproximadamente existen 3 o 4 veces más. Es una riqueza que además esconde “un éxito evolutivo”, celebra Maestro, “porque todas estas especies han desarrollado su propia manera de adaptarse a su entorno”. La pérdida de biodiversidad, para el investigador, no solo es una tragedia para el patrimonio natural del mundo, sino que además es un desastre para el conocimiento científico.

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