Los camarones mordedores juveniles ahora tienen el récord de aceleración para un movimiento corporal repetible bajo el agua. Pueden romper sus garras en aceleraciones a la par con un disparo de bala de un arma.
Harrison y Patek, 2023
El camarón mordedor, también conocido como camarón pistola, es una de las criaturas más ruidosas del océano, gracias a los chasquidos producidos por sus rápidas garras. Y los camarones mordedores juveniles son incluso más rápidos que sus adultos mayores, según un artículo reciente publicado en el Journal of Experimental Biology. Las garras juveniles aceleran tan rápido como una bala disparada por un arma cuando se rompen, esencialmente estableciendo un nuevo récord de aceleración para un movimiento repetido realizado bajo el agua.
Como informamos anteriormente, la fuente de ese fuerte chasquido es un impresionante conjunto de garras de tamaño asimétrico; el mayor de los dos produce el chasquido. Cada chasquido también produce una poderosa onda de choque que puede aturdir o incluso matar a un pez pequeño. Esa onda de choque produce burbujas que colapsan y emiten un destello de luz apenas visible, un raro ejemplo natural de sonoluminiscencia.
Los científicos creen que el chasquido se utiliza para la comunicación, así como para la caza. Un camarón al acecho se esconderá en una madriguera o en un lugar oscuro similar, extendiendo las antenas para detectar cualquier pez que pase. Cuando lo hace, el camarón emerge de su escondite, retira su garra y suelta con un poderoso chasquido, produciendo la onda de choque mortal. Luego puede llevar a la presa aturdida de regreso a la madriguera para alimentarse.
En 2020, científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole anunciaron los resultados de sus experimentos con camarones pistola. Llegaron a la conclusión de que a medida que aumenta la temperatura del océano con el cambio climático, los camarones mordedores se romperán con más frecuencia y más fuerte que antes. Esto se debe a que los camarones son esencialmente animales de sangre fría, por lo que su temperatura corporal y sus niveles de actividad responderán a los cambios ambientales. Esto haría que el paisaje sonoro del océano global fuera aún más ruidoso. En cuanto a por qué el camarón parece no verse afectado por sus poderosos chasquidos, en 2022 los científicos concluyeron que el camarón está protegido por un pequeño casco transparente que evita cualquier daño neuronal significativo al amortiguar las ondas de choque.
Este último estudio se centró en los camarones grandes que rompen las pinzas alfeo heterochaelis, nativo del Océano Atlántico occidental, particularmente el Golfo de México. Los coautores Jacob Harrison y Sheila Patek de la Universidad de Duke están interesados en la biomecánica evolutiva y querían aprender más sobre la llamada «actuación de resorte mediada por pestillo» (LaMSA), un término general para el proceso por el cual animales como el camarón que se rompe el equivalente de resortes y pestillos coordinados para almacenar y liberar energía elástica. (También es cómo las larvas de moscas sin patas saltan por el aire y ciertas plantas disparan sus semillas como proyectiles balísticos).
Estaban específicamente interesados en identificar a qué tamaño y edad los camarones mordedores desarrollan los elementos detrás de su mecanismo LaMSA, así como comparar cómo la cinemática de las garras de los juveniles se compara con los camarones mordedores adultos. Recolectaron huevos de camarones mordedores hembra en Beaufort, Carolina del Sur, raspando cuidadosamente los huevos de los pleópodos donde se mantienen durante el desarrollo. Los huevos se colocaron en pequeños recipientes de plástico llenos de agua de mar sintética, se montaron en una mesa vibradora y se balancearon suavemente para mantener el agua fluyendo sobre los huevos.
Todos los huevos eclosionaron dentro de los 20 días, y las larvas fueron cuidadas y monitoreadas hasta que alcanzaron la etapa post larval. En ese momento, se trasladaron a recipientes de plástico individuales y se alimentaron con huevos de camarones en salmuera. Los camarones mordedores juveniles desarrollaron garras y comenzaron a morder alrededor de un mes, y Harrison y Patek seleccionaron 20 camarones mordedores de cada una de las cuatro nidadas de huevos para un estudio más detallado.
Harrison y Patek, 2023
Luego, los investigadores indujeron golpes y tomaron un video de alta velocidad de la acción con una cámara conectada a un microscopio, y terminaron con 125 golpes completos adecuados para rastrear la cinemática del golpe. Inicialmente filmaron a 50.000 fotogramas por segundo (fps), la configuración habitual para los camarones mordedores adultos. Pero las garras de los juveniles se movían demasiado rápido, por lo que cambiaron a 300 000 fps para capturar el movimiento.
Harrison y Patek descubrieron que incluso a escalas de tamaño milimétrico, los camarones mordedores juveniles podían romper sus garras lo suficientemente rápido como para producir cavitación y que aquellos con garras más grandes podían generar burbujas de cavitación que duraban más y viajaban más lejos que los camarones con garras más pequeñas. En cuanto a la aceleración de la garra, los autores midieron velocidades de 580.000 m/s2, 20 veces más rápido que la aceleración de las pinzas de los camarones mordedores adultos. Las instantáneas completas se completaron en solo 300 microsegundos.
Los autores también compararon las aceleraciones de los ataques juveniles con las medidas en estudios anteriores para larvas de camarón mantis, arañas de mandíbula trampa, arañas tirachinas, escarabajos descortezadores larvarios, hormigas de mandíbula trampa y unas 77 especies de ranas. Las hormigas de mandíbula trampa podrían igualar la impresionante aceleración de los camarones mordedores juveniles, y las hormigas Drácula y las termitas han mostrado aceleraciones aún mayores. Pero las tres especies operan en el aire, no en el agua, y por lo tanto no se enfrentan a la resistencia hidrodinámica.
De hecho, la única criatura conocida de tamaño similar con aceleraciones más rápidas bajo el agua, según un estudio de 2006, son las medusas, específicamente, los nematocistos en los tentáculos de las medusas, que sostienen un hilo enrollado con púas o venenoso que se puede liberar en defensa propia o para capturar presas. . Pero los autores señalan que estos nematocistos solo pueden dispararse una vez, como un arpón, permaneciendo en el objetivo. “Estos camarones mordedores tienen estas locas aceleraciones”, dijo Harrison a New Scientist, “pero pueden hacerlo en el agua, y lo hacen repetidamente”.
DOI: Journal of Experimental Biology, 2023. 10.1242/jeb.244645 (Acerca de los DOI).
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