Mira estos disparadores de velocidad con alas de vidrio orinar burbujas con una catapulta anal – Ars Technica

Él hoja de vidrio bebe grandes cantidades de agua y, por lo tanto, orina con frecuencia, excretando 300 veces su peso corporal en la orina cada día. En lugar de producir un flujo constante de orina, los francotiradores generan gotas de orina cerca de su ano, luego expulsan esas gotas de sus cuerpos a velocidades notables, con aceleraciones 10 veces más rápidas que un Lamborghini. Los científicos de Georgia Tech han descubierto que el insecto utiliza este mecanismo inusual de «supermovimiento» para conservar energía. nuevo papel publicado en la revista Nature Communications.

Alguna clase de caducofrancotirador con alas de cristal (Homalodisca vitripennis) es técnicamente una plaga agrícola que ha sido la pesadilla de los enólogos de California en particular desde la década de 1990. Se alimenta de muchas especies de plantas (incluidas las uvas) perforando la planta xilema (que transporta el agua desde las raíces hasta los tallos y las hojas) para chupar la savia con su boca en forma de aguja. Los insectos consumen mucha savia, y su micción frecuente a su vez consume mucha energía debido a su pequeño tamaño y la viscosidad y tensión superficial negativa de la savia (se absorbe naturalmente). Pero el jugo tiene aproximadamente un 95 por ciento de agua, por lo que hay muy poco contenido nutricional para estimular la orina.

«Si solo bebiera limonada dietética y esa fuera toda su dieta, realmente no querría desperdiciar energía en ninguna parte de su proceso biológico», dijo el coautor Saad Bhamla de Georgia Tech. dijo Nuevo Científico. «Así es para este pequeño organismo».

Bhamla y sus colegas utilizaron imágenes de alta velocidad para estudiar la dinámica de los francotiradores con alas de vidrio en el laboratorio: cinco insectos, 22 gotas de orina. La clave para orinar es algo llamado lápiz anal, y el equipo observó tres fases diferentes de micción. Primero, la aguja gira para apretar la vejiga. Cuando alcanza un cierto tamaño, alrededor de 80 milisegundos, el lápiz óptico gira un poco más, esencialmente descargando la gota. Finalmente, el lápiz óptico realiza otra rotación rápida para eliminar la gota de orina. Las gotas pueden moverse hasta un 40 por ciento más rápido que el lápiz óptico (es decir, en modo overclocking). Obtenga suficientes insectos haciendo esto al mismo tiempo y obtendrá «lluvia de hojas».

Los autores señalan que se sabe que la física de proyectiles elásticos (como la caída del vástago) requiere sincronización secuencial y cierta sincronización para optimizar la transferencia de energía entre el propulsor y el proyectil y obtener la mejor propulsión. En particular, «[s]La propulsión contraria a la intuición se logra solo en proyectiles elásticos (como una gota de agua) ajustando cuidadosamente la frecuencia vibratoria del propulsor subyacente a la frecuencia natural del proyectil”, escribieron los autores.

Bhamla comparó el uso de su bolígrafo anal por parte de un francotirador con un buzo que salta desde un trampolín alto. Los modelos de los autores mostraron que usar este mecanismo de superstición requiere de cuatro a ocho veces menos energía que simplemente producir un chorro de orina. Como beneficio adicional, arrojar la orina más lejos hace que sea menos probable que los depredadores, como las avispas parásitas, detecten químicamente a los francotiradores.

El francotirador tampoco es la única especie de insecto que utiliza este tipo de estrategia excretora; Según los autores, la naturaleza tiene muchos «tiradores de excrementos», «luces a tope» y «voladores». Por ejemplo, las orugas marinas tienen válvulas en sus placas anales y pueden aumentar su presión arterial para expulsar gránulos sólidos, mientras que algunas noctuido (familia de las polillas) quitan los gránulos con sus patas pectorales. Pero esta es la primera vez que se observa superganancia en un organismo vivo.

«En esencia, una superpropulsión proporciona una puerta para impulsar un proyectil elástico más rápido que la velocidad máxima de su propulsor a través de un ajuste temporal y puede verse como un sistema resonante de un solo disparo», concluyeron los autores. «Para los sistemas físicos dominados por las fuerzas de tensión superficial, el supermovimiento ofrece un mecanismo ingenioso mediante el cual esta fuerza de restricción puede usarse como un resorte». Las aplicaciones potenciales incluyen la eliminación eficiente de gotas de agua de dispositivos electrónicos pequeños de bajo consumo, como relojes inteligentes, sistemas de autolimpieza para dispositivos electrónicos portátiles y sistemas de nebulización para anteojos y gafas protectoras.

DOI: Comunicaciones de la naturaleza, 2023. 10.1038/s41467-023-36376-5 (Sobre los DOI).

Imagen del listado cortesía de Georgia Tech