Las crías de camarón mantis no lanzan golpes

Los camarones mantis no necesitan comida para bebés. Comienzan sus vidas como feroces depredadores que saben cómo lanzar un puñetazo letal.

Un nuevo estudio publicado el 29 de abril en la revista Journal of Experimental Biology muestra que las larvas de la mantis filipina (Gonodactylaceus falcatus) ya exhiben los movimientos ultrarrápidos por los que son conocidos estos animales, incluso cuando son más pequeños que un grano corto de arroz.

Sus apéndices de perforación ultrarrápidos miden menos de 1 mm y se desarrollan justo cuando la larva agota sus reservas de yema, se aleja del nido y se sumerge en el gran mar. Inmediatamente comienza a atacar organismos más pequeños que un grano de arena.

Aunque aceleran sus brazos casi 100 veces más rápido que un automóvil de Fórmula 1, las larvas de camarón mantis filipinas son más lentas que los adultos más grandes, lo que va en contra de la expectativa teórica de que los más pequeños siempre son más rápidos.

«Están produciendo velocidades asombrosas y aceleraciones impresionantes en relación con el tamaño de su cuerpo, pero no son tan rápidos como los adultos», dijo Jacob Harrison, Ph.D. en biología de la Universidad de Duke y autor principal del estudio.

Los camarones mantis logran sus movimientos ultrarrápidos a través de un pequeño mecanismo operado por resorte escondido en su apéndice de perforación. Un músculo se contrae, deformando un segmento minúsculo de su exoesqueleto, la cutícula rígida que recubre su cuerpo. Esta contracción permite que la energía elástica se almacene en la articulación bloqueada. Una vez que se suelta el pestillo, el exoesqueleto vuelve a su posición natural, empujando violentamente el apéndice hacia adelante a velocidades ultrarrápidas.

Los modelos de ingeniería y física predicen que los organismos más pequeños, que tienen una masa menor para moverse, serán más rápidos que los organismos más grandes y pesados. Las larvas de camarón mantis muestran que la biología no siempre sigue la teoría.

«Teóricamente, deberían producir la máxima aceleración», dijo Harrison, «pero no podemos encontrarla».

Harrison explica que esta discrepancia puede deberse a múltiples factores. Los músculos de las larvas pueden ser demasiado pequeños para cargar efectivamente un resorte muy rígido, o la resistencia al agua en su pequeño tamaño puede ser demasiado alta para que sus puños alcancen la velocidad que alcanzan los individuos más grandes, entre otras posibilidades.

«Hay limitaciones para estas estructuras de resorte y bloqueo que no comprendemos completamente», dijo Harrison. «Pero cada vez que la biología se aleja de los modelos teóricos, destaca algunas áreas bastante interesantes para aprender».

Las larvas de camarón mantis son un sistema interesante no solo por su pequeño tamaño, sino también por su color o falta de él.

Los camarones mantis adultos tienen exoesqueletos opacos, lo que hace imposible observar el funcionamiento interno de sus mecanismos de cierre con resorte en acción. El exoesqueleto de las larvas, sin embargo, es mucho más delgado y completamente transparente, lo que permite a los investigadores ver con precisión cómo estos animales logran almacenar tanta energía elástica en sus diminutos apéndices con solo mirarlos bajo un microscopio.

“Una de las partes más complicadas de la investigación sobre los mecanismos accionados por resorte es que muchos de estos elementos funcionan dentro del animal. Podemos mirar fuera del animal y ver el comportamiento, medir la cinemática, diseccionar al animal y decir que el mecanismo parece funcionar de esta manera, pero siempre hay niveles de hipótesis «, dijo Harrison.

«(Transparencia) establece las larvas de camarón mantis como sistemas donde podemos observar cómo cada uno de estos elementos trabaja en conjunto», dijo Harrison. «Elimina las suposiciones y nos permite comprenderlas en una escala más precisa».

Las larvas de camarón mantis son, por lo tanto, doblemente interesantes. Destacan las discrepancias entre la física y la biología y también ofrecen una ventana real a una mejor comprensión del mecanismo detrás de los movimientos ultrarrápidos.

«Cuando algo no coincide con sus predicciones, la primera reacción instintiva siempre es sentirse increíblemente frustrado, pero eso es lo que realmente destaca las nuevas áreas de investigación», dijo Harrison.

Este trabajo fue apoyado por la Compañía de Becas de Viaje de Biólogos (JEBTF181185), la Fundación Nacional de Ciencias (NSF IOS 1439850 y NSF EPSCoR RII 455 1738567), la Oficina de Investigación Naval (N00014-19-1-2035 y N00014-454 17 – 1-2062) y de la Universidad de Hawaii en Mānoa. Este material se basa en el trabajo apoyado o en parte por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. Y la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU. Con el número de contrato / concesión W911NF-15-1-058.

CITA: «Escalado y desarrollo de mecanismos elásticos: ataques de camarones mantis de larvas pequeñas», JS Harrison, ML Porter, MJ McHenry, HE Robinson, SN Patek. Journal of Experimental Biology, 29 de abril de 2021. DOI: 10.1242 / jeb.235465

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