05 junio, 2012

¿Cómo sobrevive un mosquito a un aguacero?

mosquito
Proporcionalmente, el impacto de una gota de lluvia contra un mosquito es comprable con el impacto de un bus escolar contra un ser humano. Sin embargo, los mosquitos sobreviven mientras nosotros no.

Los mosquitos del género Anopheles, vectores de la malaria, viven en regiones tropicales donde las lluvias torrenciales son bastante frecuentes. Cada gota de lluvia tiene aproximadamente el mismo tamaño del insecto, pero su masa puede llegar a ser 50 veces superior. Si el mosquito se encuentra en reposo sobre una superficie, la fuerza de impacto —10.000 veces su peso— puede llegar a ser mortal.

Sin embargo, los mosquitos no tienen miedo a salir a pasear durante una lluvia torrencial, a pesar que la probabilidad que las gotas le impacten sea muy alta (una cada 25 segundos si se encuentran inmóviles). Con el fin de entender la forma como los mosquitos sobreviven a un aguacero, investigadores de del Georgia Institute of Technology han usado cámaras de alta velocidad (4000 cuadros por segundo) para revelar su mecanismo de supervivencia. Los resultados aparecen publicados el 4 de junio en PNAS.

Para llevar a cabo este experimento, los investigadores liderados por Andrew Dickerson pusieron un grupo de mosquitos dentro de una cámara acrílica de cinco centímetros de espesor, con vibración cada cierto intervalo de tiempo para mantener volando a los insectos. La parte superior estaba cubierta por una malla que permitía el paso de las gotas de agua a una velocidad de 9 m/s, simulando las condiciones típicas de una lluvia.

Los mosquitos Anopheles se caracterizan por tener patas y alas muy largas, las cuales conforman el 75% de toda su superficie. Entonces, es fácil suponer que será tres veces más probable que las gotas de lluvia caigan en esas zonas. Los datos experimentales confirmaron esta hipótesis. Además, los videos mostraron que los mosquitos se inclinan, giran o se balancean, dependiendo del punto de impacto de las gotas.

Cuando la gota impacta con el ala del mosquito, ubicado a un milímetro de su centro de masa, éste gira en un ángulo de 50 grados y recupera el vuelo inmediatamente, con un tiempo de contacto de sólo una décima de segundo. Durante este periodo de tiempo, el mosquito sufre una fuerza de impacto de sólo dos veces su masa. Sin embargo, si el impacto de la gota es directo en su centro de masa —entre las dos alas—, el mosquito es empujado hacia el suelo a la misma velocidad a la que cae la gota. La distancia que cae antes de librarse de la gota varía entre 15 y 60 milímetros. Es por esta razón que los mosquitos vuelan a cierta altura para evitar chocar contra el suelo si llegan ser alcanzados por una gota.

Los investigadores observaron que la velocidad de caída de la gota tras impactar al mosquito sigue siendo prácticamente la misma. Esto indicarían que la pequeña masa del mosquito (2 mg) hace que el momento de fuerza de la gota casi no varíe. En otras palabras, casi no hay fuerza depositada sobre el cuerpo del mosquito, por lo tanto, no hay daño. La hipótesis fue confirmada usando un modelo del insecto basado en una esfera de poliestireno extruído.

Otra de las claves de la supervivencia del mosquito es que cuando la gota los impacta contra ellos no se revienta, más bien, se deforma y continúa su camino como si nada hubiera pasado. Este comportamiento de la gota es favorecido por que su exoesqueleto presenta pequeñas vellosidades hidrofóbicas. Sin embargo, durante el breve lapso de tiempo que dura la deformación de la gota —aproximadamente entre 0.5 y 1.8 milisegundos— el mosquito experimenta una aceleración de 300 G y una fuerza de impacto de 100 a 300 veces su masa corporal. Si bien esto parece mucho, los investigadores calcularon que sus exoesqueletos pueden soportar sin perder su capacidad de vuelo una fuerza equivalente a 2000 veces su propio peso.

Es así que el impacto de las gotas no logra matarlos. Estos datos además sugieren que los mosquitos son los animales que baten un record de supervivencia al soportar aceleraciones de 300 G, superando los 135 G que experimentan las pulgas al saltar o los 25 G que podrían soportar los humanos.



Referencia:

ResearchBlogging.orgDickerson, A., Shankles, P., Madhavan, N., & Hu, D. (2012). Mosquitoes survive raindrop collisions by virtue of their low mass Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1205446109

Video | Scientific American.

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