Algunos insectos pueden permanecer un tiempo en el agua sin subir ni bajar, pero solo las larvas del mosquito fantasma, protagonistas del #Cienciaalobestia, logran hacerlo de manera continua. Aunque esta habilidad se conoce desde hace un siglo, es ahora cuando un grupo de científicos ha logrado resolver el misterio de su extraña flotabilidad neutra.
En la primavera de 2018, el zoólogo Philip Matthews pasó la típica tarde capturando libélulas en los estanques experimentales de la Universidad de Columbia Británica (UBC) al oeste de Canadá. Mientras trabajaba, le llamaron particularmente la atención unas larvas que flotaban en el agua de lluvia de un bebedero para el ganado no muy lejos de ahí.
En ese momento no lo sabía, pero sin querer se iba a embarcar en un viaje que le ha permitido resolver un misterio entomológico que llevaba más de 100 años intrigando a la comunidad científica. Las larvas de agua dulce, del género Chaoborus, encontradas en el tanque de agua, pertenecían al conocido como mosquito fantasma, por ser casi transparente.
“Estos extraños insectos flotaban de forma neutra [sin elevarse ni hundirse] en el agua, algo que no se ve hacer a otros insectos”, comenta Matthews. “Algunos pueden alcanzar la flotabilidad neutra durante un breve periodo de tiempo durante una inmersión, pero las larvas de Chaoborus parecen ser los únicos insectos en poder hacerlo”, continúa.
De hecho, en 1911, el premio nobel August Krogh descubrió que estas larvas utilizan un mecanismo completamente diferente, regulando su flotabilidad mediante dos pares de sacos internos llenos de aire. Sin embargo, nunca averiguó cómo ajustaban el volumen de estas bolsas sin tener sangre o hemoglobina como los vertebrados.
En el caso de los peces, por ejemplo, algunas especies regulan su flotabilidad inflando una vejiga natatoria con oxígeno que descargan de la hemoglobina de su sangre.
La fluorescencia azul del saco de aire se debe a la resilina. / Philip Matthews
Al volver a su laboratorio, Matthews observó los sacos de aire de las larvas con un microscopio que tenía luz ultravioleta e iluminaba la platina del aparato. Las bolsas se volvieron entonces azul brillante.
La fluorescencia azul se debía a la resilina, una proteína elastomérica que se encuentra en algunas partes de los insectos donde la elasticidad es clave. Es lo que impulsa, por ejemplo, el increíble salto de una pulga. Pero “lo extraño de la resilina es que no es realmente elástica. Se hincha si la haces alcalina y se contrae si la haces ácida”, explica el científico.
Junto con el estudiante de doctorado Evan McKenzie, que dirigió los experimentos, Matthews descubrió que el insecto no segrega gas en sus sacos de aire para expandirlos. En su lugar, cambia el nivel de pH de la pared de la bolsa, lo que hace que las bandas de resilina dentro de la pared del saco de aire se hinchen o se contraigan en respuesta. Y así se ajusta el volumen de los sacos.
Estos funcionan en realidad como motores mecanoquímicos, convirtiendo los cambios de energía química potencial en trabajo mecánico. “Se trata de una adaptación realmente extraña que no buscábamos”, señala el zoólogo. “¡Sólo tratábamos de averiguar cómo pueden flotar en el agua sin hundirse!”, exclama.
Referencia:
Evan K. G. McKenzie et al. "A pH-powered mechanochemical engine regulates the buoyancy of Chaoborus midge larvae". Current Biology
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