El humilde mixino es una criatura fea, gris, parecida a una anguila, mejor conocida por su capacidad de liberar una nube de sustancia pegajosa sobre depredadores desprevenidos, obstruyendo sus branquias y asfixiándolos. Por eso se le conoce cariñosamente como «serpiente moco.» Al mixino también le encanta excavar en los sedimentos de las profundidades marinas, pero los científicos no han podido observar con precisión cómo lo hacen porque el sedimento turbio oscurece la vista. Los investigadores de la Universidad Chapman construyeron un tanque especial con gelatina transparente para superar este desafío. y obtener una imagen completa del comportamiento de excavación según un nuevo rol publicado en la Revista de Biología Experimental.
«Sabemos desde hace mucho tiempo que los mixinos pueden penetrar sedimentos blandos, pero no teníamos idea de cómo lo hacen», dijo. dijo el coautor Douglas Fudgeun biólogo marino que dirige un laboratorio en Chapman dedicado al estudio del mixino. «Al descubrir cómo hacer que los mixinos se introduzcan voluntariamente en la gelatina transparente, pudimos echar un vistazo a este proceso por primera vez».
Como se informó anteriormente, los científicos han estudiando la baba del mixino durante años porque es un material muy inusual. No es como la mucosidad, que se seca y endurece con el tiempo. La baba de mixino permanece viscosa, dándole la consistencia de una gelatina semisolidificada. Esto se debe a las fibras largas y parecidas a hilos de la baba, así como a las proteínas y azúcares que forman la mucina, el otro componente principal. Estas fibras se enrollan en “ovillos” que parecen ovillos de lana. Cuando el mixino libera una dosis de baba, las madejas se desenrollan y se combinan con el agua salada, explotando hasta alcanzar más de 10.000 veces su tamaño original.
Desde la perspectiva de los materiales, la baba de mixino es un material fascinante que algún día podría ser útil para dispositivos biomédicos, o para tejer telas ligeras pero resistentes, para licra natural o chalecos antibalas, o para lubricar taladros industriales que tienden a obstruir suelos profundos y. sedimento. En 2016, un grupo de investigadores suizos Estudió las propiedades inusuales del fluido. de la baba del mixino, centrándose específicamente en cómo estas propiedades proporcionaban dos ventajas distintas: ayudar al animal a defenderse de los depredadores y hacerse nudos para escapar de su propia baba.
La baba de mixino es un fluido no newtoniano y es inusual porque se espesa y adelgaza por naturaleza. La mayoría de los depredadores del mixino emplean alimentación por succión, lo que crea un flujo unidireccional de engrosamiento, para tapar mejor las branquias y asfixiar a dichos depredadores. Pero si el mixino necesita salir de su propia baba, sus movimientos corporales crean un chorro cada vez más fino, colapsando la red viscosa de células que componen la baba.
dulce de azúcar fue estudiando mixinos y las propiedades de sus lodos durante años. Por ejemplo, en 2012, cuando estaba en la Universidad de Guelph, el laboratorio de Fudge cosechado exitosamente Baba de mixina, la disolvía en líquido y luego la “hilaba” hasta convertirla en un hilo fuerte pero elástico, muy parecido al hilado de seda. Es posible que estos hilos puedan sustituir a las fibras a base de petróleo que se utilizan actualmente en cascos de seguridad o chalecos de Kevlar, entre otras posibles aplicaciones. Y en 2021, tu equipo encontrar algo El limo producido por mixinos más grandes contiene células mucho más grandes que el limo producido por mixinos más pequeños, un ejemplo inusual de cómo el tamaño de las células aumenta con el tamaño del cuerpo en la naturaleza.
Una solución sedimentaria
Esta vez, el equipo de Fudge centró su atención en excavar mixinos. Además de arrojar luz sobre el comportamiento reproductivo del mixino, la investigación también podría tener implicaciones ecológicas más amplias. Según los autores, la excavación es un factor importante en la renovación de los sedimentos, mientras que la ventilación de la madriguera cambia la química del sedimento para que pueda contener más oxígeno. Esto, a su vez, alteraría qué organismos probablemente prosperarían en ese sedimento. Comprender los mecanismos de excavación también podría ayudar en el diseño de robots de excavación blandos.
Pero primero el equipo de Fudge tuvo que descubrir cómo ver a través del sedimento para observar el comportamiento de excavación. Otros científicos que estudian diferentes animales se han basado en sustratos transparentes como el mineral criolita o hidrogeles hechos de gelatina, este último de los cuales se ha utilizado con éxito para observar el comportamiento excavador de los gusanos poliquetos. Fudge et al. optó por la gelatina como sustituto del sedimento alojado en tres cámaras de acrílico transparente hechas a medida. Luego filmaron el comportamiento de excavación de gelatinas de 25 mixinos seleccionados al azar.
Esto permitió a Fudge et al. identificar dos fases distintas de movimiento que los mixinos utilizaban para crear sus madrigueras en forma de U. Primero, está la etapa de «golpe», en la que el mixino nada vigorosamente mientras mueve su cabeza de un lado a otro. Esto no sólo sirve para propulsar al mixino, sino que también ayuda a cortar la gelatina en trozos. Quizás así sea como el mixino supera el desafío de crear una abertura en el sedimento (o sustrato de gelatina) a través del cual moverse.
Luego viene la fase de “retorcimiento”, que parece estar impulsada por un “acordeón interno” común a las serpientes. Implica acortar y alargar vigorosamente el cuerpo, así como ejercer fuerzas laterales sobre las paredes para sostener y ensanchar la madriguera. «Una serpiente que utiliza movimientos de acordeón avanzará constantemente a través de un canal estrecho o madriguera, alternando ondas de alargamiento y acortamiento», escribieron los autores, y la piel suelta del mixino se adapta bien a esa estrategia. La fase de contorsión dura hasta que el mixino excavador asoma la cabeza fuera del sustrato. Los mixinos tardaron un promedio de siete minutos o más en completar sus madrigueras.
Naturalmente, existen algunas advertencias. Las paredes de los contenedores acrílicos pueden haber afectado el comportamiento de excavación en el laboratorio o la forma final de las madrigueras. Los autores recomiendan repetir los experimentos utilizando sedimentos del hábitat natural, implementando videografías de rayos X de mixinos a los que se les implantaron etiquetas de radio para capturar los movimientos. El tamaño del cuerpo y el tipo de sustrato también pueden influir en el comportamiento de excavación. Pero, en general, creen que sus observaciones «son una representación precisa de cómo los mixinos crean y se mueven dentro de sus madrigueras en la naturaleza».
DOI: Revista de Biología Experimental, 2024. 10.1242/jeb.247544 (Acerca del DOI).
