Una mariposa mecánica que puede volar y permite entender cómo controlan su vuelo las mariposas

¿Cómo controla su vuelo una mariposa? Para estudiar si un controlador realimentado sencillo es el responsable, dos japoneses, Hiroto Tanaka (Universidad de Harvard, Cambridge, EEUU) e Isao Shimoyama (Universidad de Tokyo, Japón), han fabricado una sencilla mariposa mecánica que puede volar. Han analizado mediante cámaras de alta velocidad los movimientos de mariposas y los han comparado con los de sus mariposas mecánicas, utilizando dos estrategias de control del vuelo, con y sin realimentación. Sus resultados pueden resultar sorprendentes, pues muestran que no es necesario un control realimentado para lograr un vuelo estable similar al de sus “primos” lepidópteros. El artículo técnico, realmente interesante y de acceso gratuito, es Hiroto Tanaka, Isao Shimoyama, “Forward flight of swallowtail butterfly with simple flapping motion,” Bioinspiration & Biomimetics 5: 026003, 20 May 2010. Obviamente, los biólogos dirán que la fabricación de un modelo mecánico de un animal que imite sus movimientos no implica que el sistema de control utilizado en dicho modelo tenga alguna relación con el sistema de control (neuronal) utilizado por el animal. Es cierto, pero el artículo me ha resultado realmente curioso y refrescante. Los físicos e ingenieros mecánicos disfrutarán con el modelo mecánico del lepidóptero (sencillo y bien detallado en el artículo) y con los detalles sobre los parámetros aerodinámicos del vuelo ajustados a partir de los vídeos grabados a más de 1000 fotogramas por segundo. Fabricar una mariposa artificial que vuele es una excusa ideal para que un ingeniero industrial desarrolle un proyecto fin de carrera en biomecánica animal diferente de las habituales “cucarachas” (hexápodos con patas en línea) y “arañas” (hexápodos y octópodos con patas en círculo).

Las mariposas monarca se orientan gracias a sus antenas

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La mariposas monarca emigran hacia México en otoño desde varios lugares de EE.UU. y Canadá ayudadas por una brújula solar. Este mecanismo de navegación, también empleado por muchos pájaros, usa un reloj circadiano para compensar los cambios en la posición del Sol en el cielo conforme transcurre el día. ¿Dónde se encuentra este mecanismo de navegación? Se pensaba que en el cerebro de las mariposas, pero se acaba de publicar en Science que en realidad se encuentra en sus antenas. Una función desconocida hasta ahora de las antenas de las mariposas y quizás de otros insectos (como las abejas). En español lo podéis leer en María José Puertas, “El GPS de las mariposas,” El Mundo, 24 septiembre 2009 [visto en Menéame], que presenta un resumen muy bien escrito de la noticia.

Los que tengan acceso a Science disfrutarán con Charalambos P. Kyriacou, “Physiology: Unraveling Traveling,” Science 325: 1629-1630, 25 September 2009, y con el artículo técnico de Christine Merlin, Robert J. Gegear, Steven M. Reppert, “Antennal Circadian Clocks Coordinate Sun Compass Orientation in Migratory Monarch Butterflies,” Science 325: 1700-1704, 25 September 2009. Por cierto, parte de la evidencia de la importancia de las antenas la han obtenido estudiando como se orientan en su migración mariposas con las antenas amputadas. Según los autores su desorientación no es debida a una pérdida de estabilidad en el vuelo debido a la amputación, sino a la pérdida del circuito circadiano que contienen. Por supuesto, también lo han verificado bioquímicamente. Los interesados en la bioquímica de la migración de las monarcas también estarán interesados en el artículo Haisun Zhu, Robert J Gegear, Amy Casselman, Sriramana Kanginakudru, Steven M Reppert, “Defining behavioral and molecular differences between summer and migratory monarch butterflies,” BMC Biology 7: 14, 2009 [gratis aquí]. Presentan un análisis de micromatrices de ADN de las mariposas antes y durante la migración, mostrando que hay 40 genes cuya expresión marca la diferencia entre ellas. Ente estos genes, 23 son responsables de la producción de hormonas juveniles que separan las monarcas en condiciones de reproducirse de las que no lo están. Superratón se supervitaminaba y mineralizaba. Las monarcas se superhormonan sexualmente.

Para qué sirven los falsos “ojos” de las alas de las mariposas

Siempre se dijo que las manchas que imitan “ojos” en las alas de las mariposas eran para asustar a sus posibles predadores haciéndoles creer que la mariposa es un animal más grande de lo que realmente es. Sin embargo, descubrimientos recientes parecen indicar que no es así, sólo sirven para “llamar la atención.”

Martin Stevens de la University of Cambridge y sus colaboradores colocaron falsas mariposas con diferentes dibujos en sus alas en un bosque y observaron todos los ataques de pájaros que recibieron. Si los falsos ojos sirven para asustar a sus predadores, los investigadores esperaban que las mariposas con falsos ojos en las alas serían atacadas menos que las demás. Sin embargo, las mariposas con manchas alares en forma de ojo no sobrevivían más que las que tenían marcas con otras formas. SIn embargo, lo que han encontrado los investigadores es que las mariposas con marcas más grandes (tengan o no forma de ojos) sufrían un 30% menos de ataques. Los investigadores concluyen que las mariposas que más llaman la atención son las menos atacadas. Las manchas alares parece que tienen el objetivo de llamar la atención  y no simular un mayor tamaño con fines disuasorios.

Los resultados se han publicado en el artículo de Martin Stevens, Chloe J. Hardman, and Claire L. Stubbins, “Conspicuousness, not eye mimicry, makes “eyespots” effective antipredator signals,” Behavioral Ecology, 19: 525-531, May-June 2008 . “Los predadores tienden a alejarse de las presas que llaman mucho la atención, quizás porque la mayoría de los objetos que llaman mucho la atención en la Naturaleza son tóxicos,” se atreve a afirmar el Dr. Stevens. “Creemos que esa es la función principal de las manchas alares.”

 

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