\n<\/aside>\n<\/p>\n
Hace unos 350 millones de a\u00f1os, nuestro planeta fue testigo de la evoluci\u00f3n de las primeras criaturas voladoras. Todav\u00eda existen y algunos de ellos contin\u00faan molest\u00e1ndonos con su zumbido. Si bien los cient\u00edficos han clasificado a estas criaturas como pterigotos, el resto del mundo simplemente las llama insectos alados.<\/p>\n
Hay muchos aspectos de la biolog\u00eda de los insectos, especialmente su vuelo, que siguen siendo un misterio para los cient\u00edficos. Una es simplemente c\u00f3mo mueven sus alas. La bisagra del ala de un insecto es una articulaci\u00f3n especializada que conecta las alas de un insecto con su cuerpo. Est\u00e1 compuesto por cinco estructuras en forma de placas interconectadas llamadas escleritos. Cuando estas placas son desplazadas por los m\u00fasculos subyacentes, las alas del insecto se agitan.<\/p>\n
Hasta ahora, ha resultado complicado para los cient\u00edficos comprender la biomec\u00e1nica que gobierna el movimiento de los escleritos, incluso utilizando tecnolog\u00edas de imagen avanzadas. \u00abLos escleritos dentro de la bisagra del ala son tan peque\u00f1os y se mueven tan r\u00e1pidamente que su funcionamiento mec\u00e1nico durante el vuelo no se ha capturado con precisi\u00f3n a pesar de los esfuerzos realizados mediante fotograf\u00eda estrobosc\u00f3pica, videograf\u00eda de alta velocidad y tomograf\u00eda de rayos X\u00bb, Michael Dickinson, profesor de biolog\u00eda de Zarem. y bioingenier\u00eda en el Instituto de Tecnolog\u00eda de California (Caltech), dijo a Ars Technica.<\/p>\n
Como resultado, los cient\u00edficos no pueden visualizar exactamente lo que sucede a microescala dentro de la bisagra del ala mientras vuelan, lo que les impide estudiar el vuelo de los insectos en detalle. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por Dickinson y su equipo finalmente revel\u00f3 el funcionamiento de los escleritos y la bisagra de las alas de los insectos. Capturaron el movimiento de las alas de las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster<\/i>) analizando 72.000 aleteos registrados utilizando una red neuronal para decodificar el papel que desempe\u00f1aban los escleritos individuales en la configuraci\u00f3n del movimiento de las alas de los insectos.<\/p>\nEntendiendo la bisagra del ala de un insecto<\/h2>\n
La biomec\u00e1nica que gobierna el vuelo de los insectos es bastante diferente a la de las aves y los murci\u00e9lagos. Esto se debe a que las alas de los insectos no evolucionaron a partir de las extremidades. \u201cEn el caso de las aves, los murci\u00e9lagos y los pterosaurios sabemos exactamente de d\u00f3nde vinieron las alas evolutivamente porque todos estos animales vuelan con sus extremidades anteriores. B\u00e1sicamente usan sus brazos para volar. En el caso de los insectos, la historia es completamente diferente. Evolucionaron a partir de organismos de seis patas y conservaron las seis patas. Sin embargo, agregaron ap\u00e9ndices batientes en el lado dorsal de su cuerpo, y es un misterio de d\u00f3nde vinieron esas alas\u201d, explic\u00f3 Dickinson.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nAlgunos investigadores sugieren que las alas de los insectos provienen de ap\u00e9ndices parecidos a branquias presentes en antiguos artr\u00f3podos acu\u00e1ticos. Otros argumentan que las alas se originaron a partir de \u201cl\u00f3bulos\u201d, excrecencias especiales que se encuentran en las patas de los antiguos crust\u00e1ceos, que fueron los antepasados \u200b\u200bde los insectos. Este debate a\u00fan est\u00e1 en curso, por lo que su evoluci\u00f3n no puede decirnos mucho sobre c\u00f3mo funcionan la bisagra y los escleritos.<\/p>\n
Comprender la mec\u00e1nica de las bisagras es crucial porque es lo que convierte a los insectos en criaturas voladoras eficientes. Les permite volar a velocidades impresionantes en relaci\u00f3n con el tama\u00f1o de su cuerpo (algunos insectos pueden volar a 33 mph) y demostrar una gran maniobrabilidad y estabilidad durante el vuelo.<\/p>\n
\u00abLa bisagra del ala del insecto se encuentra posiblemente entre las estructuras esquel\u00e9ticas m\u00e1s sofisticadas y evolutivamente importantes del mundo natural\u00bb, seg\u00fan los autores del estudio.<\/p>\n
Sin embargo, imaginar la actividad de cuatro de los cinco escleritos que forman la bisagra ha sido imposible debido a su tama\u00f1o y a las velocidades a las que se mueven. Dickinson y su equipo emplearon un enfoque multidisciplinario para superar este desaf\u00edo. Dise\u00f1aron un aparato equipado con tres c\u00e1maras de alta velocidad que registraban la actividad de moscas de la fruta atadas a 15.000 fotogramas por segundo utilizando luz infrarroja.<\/p>\n
Tambi\u00e9n utilizaron una prote\u00edna sensible al calcio para rastrear los cambios en la actividad de los m\u00fasculos directores de los insectos mientras volaban (el calcio ayuda a desencadenar las contracciones musculares). \u201cRegistramos un total de 485 secuencias de vuelo de 82 moscas. Despu\u00e9s de excluir un subconjunto de aleteos de las secuencias en las que la mosca dej\u00f3 de volar o vol\u00f3 con una frecuencia de aleteos anormalmente baja, obtuvimos un conjunto de datos final de 72.219 aleteos\u201d, se\u00f1alan los investigadores.<\/p>\n
A continuaci\u00f3n, entrenaron una red neuronal convolucional (CNN) basada en aprendizaje autom\u00e1tico utilizando el 85 por ciento del conjunto de datos. \u00abUtilizamos el modelo CNN para investigar la transformaci\u00f3n entre la actividad muscular y el movimiento de las alas mediante la realizaci\u00f3n de una serie de manipulaciones virtuales, explotando la red para ejecutar experimentos que ser\u00edan dif\u00edciles de realizar en moscas reales\u00bb, explicaron.<\/p>\n
Adem\u00e1s de la red neuronal, tambi\u00e9n desarrollaron una red neuronal codificadora-decodificadora (una arquitectura utilizada en el aprendizaje autom\u00e1tico) y la alimentaron con datos relacionados con la actividad de los m\u00fasculos de direcci\u00f3n. Mientras que el modelo CNN podr\u00eda predecir el movimiento de las alas, el codificador\/decodificador podr\u00eda predecir la acci\u00f3n de los m\u00fasculos escler\u00edticos individuales durante el movimiento de las alas. Ahora era el momento de comprobar si los datos que predijeron eran precisos.<\/p>\n<\/p><\/div>\n
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