Hola comunidad Steemit, hoy les traigo la segunda parte de mi post referente al increíble diseño de la vida, el cual me ha hecho reflexionar en cuanto de dónde se originó tal obra maestra, ya que la ciencia los ha imitado muy bien, como mencioné en la primera parte de este post, la Biomimética se ha encargado de imitar estos diseños para inventar nuevas soluciones tecnológicas para la humanidad. Saquen sus propias conclusiones con estos ejemplos.
La absorbente piel del diablo espinoso
EL DIABLO espinoso de Australia (Moloch horridus) extrae la humedad de la neblina, del ambiente y de la arena mojada. Entonces el agua llega hasta su boca y se la bebe. ¿Cómo lo logra? La respuesta tal vez esté en la increíble piel de este lagarto.
Piense en lo siguiente: La piel del diablo espinoso está cubierta de escamas. Algunos científicos creen que la humedad del ambiente o el rocío que cae sobre sus escamas discurre por su áspera piel y entra en una red de canales o surcos que hay entre las escamas. Estos canales están conectados unos a otros y llegan hasta los lados de su boca.
¿Cómo logra el diablo espinoso desafiar la gravedad y hacer que el agua suba por sus patas, recorra su cuerpo y llegue hasta su boca? ¿Cómo obtiene agua de las superficies mojadas frotando su barriga contra ellas?
Al parecer, los científicos han descubierto su secreto. Los canales que hay sobre su piel están conectados por medio de conductos a otra red de canales que están debajo de la piel. La forma de estos canales permite la capilaridad, una propiedad que hace que el agua avance a través de espacios muy estrechos, incluso en contra de la gravedad. Podría decirse que la piel de este lagarto es como una esponja.
Janine Benyus, presidenta del Instituto de Biomimética, explica que las tecnologías que imitan la capacidad de obtener humedad que tienen algunos seres vivos podrían ayudar a los ingenieros a diseñar un sistema para extraer la humedad del aire y enfriar edificios de manera más efectiva, o hasta obtener agua potable.
La técnica de aterrizaje de las abejas
LAS abejas pueden aterrizar sin problemas en prácticamente cualquier ángulo. ¿Cómo lo logran?
Piense en lo siguiente: Para aterrizar de forma segura, la abeja debe reducir su velocidad de aproximación hasta detenerse casi por completo antes de posarse. Una manera lógica de hacerlo sería calculando dos factores: la velocidad de vuelo y la distancia al objetivo, y entonces reducir la velocidad en función de ambos factores. Sin embargo, esto sería muy complicado para la mayoría de los insectos ya que tienen los ojos muy juntos y con un enfoque fijo, lo cual les impide medir directamente las distancias.
La visión de las abejas se diferencia mucho de la visión binocular de los humanos, que permite calcular a qué distancia se halla un objeto. Entonces, ¿cómo calculan la distancia? Al parecer, se valen del simple hecho de que los objetos se ven más grandes cuanto más cerca están, y de que cuanto más cerca están, más rápido parecen aumentar de tamaño. Ciertos estudios realizados en la Universidad Nacional de Australia indican que las abejas disminuyen su velocidad de vuelo para que la velocidad a la que su objetivo “aumenta” de tamaño sea constante. Para cuando una abeja llega a su destino, ha reducido la velocidad casi por completo, y así puede aterrizar sin problemas.
La revista Proceedings of the National Academy of Sciences informa: “La sencillez y aplicabilidad de esta técnica de aterrizaje [...] hacen que sea ideal para implementarla en los sistemas de navegación de robots voladores”.
El cuello de la hormiga
LOS INGENIEROS MECÁNICOS se maravillan ante la capacidad de la hormiga común de levantar cargas varias veces más pesadas que su propio cuerpo. Para comprender esta capacidad, un grupo de ingenieros de la Universidad Estatal de Ohio (Estados Unidos) crearon modelos computarizados sometiendo a ingeniería inversa parte de la anatomía, las propiedades físicas y las funciones mecánicas de la hormiga. Los modelos se crearon a partir de imágenes transversales obtenidas con rayos X (microtomografía computarizada, o micro TC) y simulaciones de las fuerzas que genera la hormiga cuando carga peso.
El cuello de la hormiga es una parte fundamental de su anatomía, pues tiene que aguantar todo el peso de la carga que sujeta con la boca. Los tejidos blandos del interior del cuello unen el exoesqueleto rígido del tórax (cuerpo) con el de la cabeza de manera parecida a como se entrelazan los dedos de las manos. “El diseño y la estructura de este punto de unión son clave para el funcionamiento de la articulación del cuello —comenta uno de los ingenieros—. Esta singular conexión entre materiales duros y blandos parece reforzar la unión y puede ser una característica estructural esencial en su diseño que permite a la articulación del cuello soportar grandes cargas”. Los investigadores esperan comprender mejor cómo funciona el cuello de la hormiga, a fin de mejorar el diseño de mecanismos robóticos.
Las alas de la mariposa
LAS alas de las mariposas son tan frágiles que bastan unas motas de polvo o gotas de rocío en su superficie para dificultar el vuelo. Sin embargo, siempre se mantienen secas y limpias. ¿Cuál es el secreto?
Piense en lo siguiente: Un grupo de investigadores de la Universidad estatal de Ohio descubrió que las alas de la mariposa morfo azul (Morpho didius), que son lisas a simple vista, están recubiertas de diminutas escamas superpuestas como las tejas del techo de una casa. A su vez, dichas escamas tienen ranuras microscópicas en paralelo que hacen resbalar el polvo y el agua. Los ingenieros están tratando de imitar esta textura para producir recubrimientos antipolvo e impermeables de alta tecnología que se puedan emplear en equipos médicos e industriales.
Las alas de la mariposa son un ejemplo más de cómo la ciencia está intentando reproducir el diseño de los seres vivos. “Desde la escala más pequeña hasta la más grande, la naturaleza está repleta de maravillas de ingeniería que han inspirado por siglos a la humanidad”, señala el investigador Bharat Bhushan.
El sistema de navegación del escarabajo pelotero
EL EXCREMENTO es una posesión muy valiosa para el escarabajo pelotero. Lo usa para alimentarse y depositar sus huevos. Algunos machos lo utilizan para atraer hembras de su especie. No extraña que la competencia por conseguir excremento fresco sea intensa. Un grupo de investigadores observó a unos 16.000 escarabajos lanzarse sobre un montón de estiércol de elefante y llevárselo en solo dos horas.
Algunas especies de escarabajo pelotero logran huir de la multitud formando una pelota de excremento y rodándola lejos de allí. Entonces la entierran en un lugar donde el suelo sea blando. El escarabajo rueda su pelota en línea recta para avanzar rápido y reducir el riesgo de que se la roben.
Pero ¿cómo se las ingenia este escarabajo para no dar vueltas en círculo, sobre todo de noche?
Piense en lo siguiente: Ya se ha demostrado que estos escarabajos se guían por la luz del sol y de la luna. No obstante, también pueden avanzar en línea recta en noches sin luna. En Sudáfrica, un grupo de investigadores ha descubierto que no se guían por estrellas individuales, sino por la franja de luz que produce la Vía Láctea. Según la revista Current Biology, este es “el primer caso documentado en el reino animal de ese tipo de sistema de navegación”.
El investigador Marcus Byrne afirma que los escarabajos peloteros poseen “un sistema de navegación visual tan efectivo que puede funcionar con una cantidad mínima de luz de estrellas y un cerebro muy limitado”. Además, añade que podrían ayudarnos a diseñar sistemas capaces de distinguir objetos en condiciones de poca visibilidad. Por ejemplo, se podría programar un avión teledirigido para buscar supervivientes en un edificio destruido imitando al insecto.
La linterna de la luciérnaga Photuris
EL ÓRGANO luminoso —o linterna— de una luciérnaga del género Photuris está recubierto de escamas dispuestas de forma irregular, las cuales intensifican el brillo de la luz que produce el insecto.
Piense en lo siguiente: Los investigadores han descubierto que las diminutas escamas de algunas especies de luciérnaga forman una superficie ondulada parecida al tejado de una casa. Dichas escamas están ligeramente levantadas en el extremo (apenas tres micras, es decir, menos de la vigésima parte del grosor de un cabello humano). Sin embargo, eso basta para hacer a la linterna casi un 50% más brillante que si tuviera una superficie plana.
¿Podría este principio aumentar la eficiencia de las luces led, que se emplean en dispositivos electrónicos? Para averiguarlo, los científicos cubrieron un conjunto de luces led con una superficie ondulada similar a la de la linterna de la luciérnaga. ¿Con qué resultado? Las luces brillaron hasta un 55% más. La física Annick Bay dice: “El aspecto más importante de este trabajo es que muestra lo mucho que podemos aprender observando cuidadosamente la naturaleza”.
El asombroso oído del saltamontes sudamericano
EL OÍDO del saltamontes tropical sudamericano (Copiphora gorgonensis) mide menos de un milímetro, pero funciona de forma sorprendentemente parecida al oído humano. Con él, el insecto puede detectar una amplia variedad de frecuencias a larga distancia. Por ejemplo, es capaz de distinguir entre el sonido que producen otros saltamontes y el que emite su principal depredador, el murciélago.
Piense en lo siguiente: Los oídos del saltamontes se encuentran en sus patas delanteras. Al igual que el sistema auditivo humano, el del saltamontes capta los sonidos, los convierte y analiza su frecuencia. Ahora bien, los científicos han descubierto un órgano único en su interior: una especie de globo alargado lleno de líquido a presión. Dicho órgano, al que llamaron “vesícula acústica”, funciona como la cóclea de los mamíferos, solo que es mucho más pequeña. Esta es la clave de la asombrosa capacidad auditiva del saltamontes.
El doctor Montealegre Zapata, un investigador colombiano que trabaja en la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Lincoln (Reino Unido), comenta que estos hallazgos “abren un camino para el diseño de sensores ultrasensibles bio-inspirados”. Los investigadores creen que también contribuirá al avance de la tecnología de ultrasonido que se utiliza, por ejemplo, en los hospitales.
El halterio de la mosca
¿Cómo es posible que la mosca realice maniobras acrobáticas tan complejas y precisas? ¿Cómo logra estabilizarse y mantener el curso cuando la golpea una ráfaga de viento? El secreto radica, en parte, en un diminuto apéndice ubicado detrás de cada una de sus dos alas: el halterio.
Piense en lo siguiente: Los halterios son como pequeños mazos o martillos unidos al cuerpo por el mango. Durante el vuelo, suben y bajan como las alas, pero en dirección opuesta. Los científicos han descubierto que estos ingeniosos apéndices son una especie de giroscopio que le permite a la mosca conservar la estabilidad durante el vuelo.
Los halterios “se mueven en un solo plano, igual que el péndulo de un reloj”, comenta la Encyclopedia of Adaptations in the Natural World. Pero si durante el vuelo la mosca gira abruptamente —sea a propósito o debido a una corriente repentina—, “el ‘mango’ del halterio se retuerce”, añade la obra. “Este movimiento de torsión es detectado por un denso grupo de terminales nerviosas conectadas al halterio, las cuales transmiten la señal al cerebro. Entonces, el insecto puede reaccionar y mantener [...] el rumbo.” En consecuencia, las moscas son extremadamente ágiles y difíciles de atrapar.
Los ingenieros prevén que el principio en que se basa el halterio hallará innumerables aplicaciones en robots, insectos voladores micromecánicos, vehículos espaciales, etc. “¿Quién iba a imaginarse que una criatura tan pequeña y desagradable tendría tanto que enseñarnos?”, escribió el investigador aeroespacial Rafal Zbikowski.
Las acrobacias de la mosca del vinagre
Si alguna vez ha intentado atrapar una mosca, sabrá lo difícil que puede llegar a ser. Estos insectos casi siempre consiguen escapar gracias a su increíble velocidad de reacción.
Los científicos han descubierto que un tipo de mosca, la mosca del vinagre (también llamada mosca de la fruta), puede realizar maniobras similares a las que hacen los aviones de combate, pero en una fracción de segundo. El profesor Michael Dickinson dijo que al nacer, estas moscas “ya son voladoras expertas”. Y añadió: “Es como poner a un bebé recién nacido en la cabina de un avión de combate y que sepa cómo pilotarlo”.
Los investigadores grabaron las acrobacias de las moscas y descubrieron que aletean 200 veces por segundo. En realidad, con un solo aleteo pueden reorientar su cuerpo y emprender la huida.
¿Y qué podemos decir de su tiempo de reacción? Los investigadores descubrieron que estas moscas reaccionan 50 veces más rápido ante una amenaza que el tiempo que tarda una persona en parpadear. El profesor Dickinson explica: “La mosca realiza un cálculo muy sofisticado en un lapso muy corto de tiempo para determinar dónde está el peligro y cuál es la mejor ruta de escape”.
¿Cómo consigue el diminuto cerebro de la mosca del vinagre hacer todo esto? Es un misterio de la ingeniería que los investigadores intentan descifrar.
Alas que absorben la luz
A FIN de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles, un grupo de científicos está tratando de mejorar la capacidad de los paneles solares de absorber luz. “La solución a este desafío —comentó un científico— puede haber estado [...] revoloteando justo enfrente de nuestros ojos.”
Piense en lo siguiente: Las mariposas extienden sus alas al Sol para mantenerse calientes cuando hace frío. Las alas de algunas especies, como los papiliónidos, absorben muy bien la luz solar. Esto se debe no solo a su pigmento oscuro, sino también a su estructura. Las alas están cubiertas de escamas microscópicas superpuestas; cada una de ellas contiene filas de agujeros parecidos a las celdas de un panal. Estas filas están separadas por otras filas en forma de V invertida que dirigen la luz hacia los agujeros. Esta ingeniosa estructura, que atrapa la luz con gran eficacia, hace que las alas se vean más negras y que el insecto se caliente mejor.
“Las alas de la mariposa podrán ser una de las estructuras más delicadas de la naturaleza —comenta Science Daily—, pero han brindado a los investigadores una poderosa fuente de inspiración para crear una nueva tecnología que permitirá duplicar la producción de hidrógeno —el combustible verde del futuro— a partir del agua y la luz solar.” Este descubrimiento también podría ayudar en la fabricación de instrumentos ópticos y celdas solares.
Ante todo este conglomerado de ingeniería natural, que podemos concluir? Que todo esto fue diseñado o que sencillamente surgió por azar? Cada uno de nosotros debemos llegar a nuestras propias conclusiones. Espero les haya gustado esta segunda parte de mi post, y me den un voto y comenten. Nos vemos en una próxima entrega de esta serie.