sábado, 11 de enero de 2014

Insectos, ciencia ficción y caprichos de la física.

Es probable que en más de una ocasión muchos de vosotros hayáis protagonizado, o en el mejor de los casos solamente presenciado, la típica escena en la que una persona comienza a gritar: "¡un bicho!, ¡mátalo que te va a picar!, seguido por el posterior lanzamiento de objetos varios. Por supuesto y ni que decir tiene que dichos objetos lanzados suelen ser de lo más dispares,  (de hecho cualquier cosa que en ese momento la persona tenga a mano), a saber: el mando de la tele, un zapato, libros, la silla de la abuela, el ordenador de tu jefe, etc.

"Vuela que te pilla..." Fuente
A ello hay que sumarle que antes o después suele llegar el pertinente gaseado con insecticidas dando lugar a que la habitación se convierta en una cámara de gas que en muchas ocasiones supone que respiremos productos nocivos no sólo para ese pequeño animalito, (el cual no se había metido con nadie), sino también para todo ser viviente que le rodee incluidos nosotros mismos.

"Quien no ha vivido esta situación alguna vez" Fuente
Pues bien, esos animales tan perseguidos sin compasión y que a menudo terminan bajo la suela de un zapato, forman parte del grupo animal más diverso que existe en nuestro planeta con un número de especies descritas en torno a un millón, (aunque esta cifra se queda corta pues al año se describen unas 7000 especies nuevas más otro tanto que día a día se extinguen por culpa del ser humano).

Xylocopa violacea. Fuente: foto de autor

Papilio machaeon. Fuente: foto de autor

Himenoptero del género Bombus en mi dedo. Fuente: foto de autor

Formicidos. Fuente: foto de autor

Esta animadversión hacia los insectos bastante extendida en nuestra especie, es fruto de factores como son su aspecto, tamaño y rápidos e incontrolados movimientos. Pero sin lugar a dudas, el mayor de los factores que influyen sobre este desagrado por los insectos parte del desconocimiento. De este sentimiento negativo en su mayor parte irracional, se ha aprovechado la industria de la ciencia ficción utilizando a menudo insectos gigantescos a modo de monstruosos seres malvados aniquila hombres. Películas como "La Mosca", "Starship Troopers", o más recientemente "Distrito 9" son algunos ejemplos en los que enormes insectos terrestres o extraterrestres alcanzan dimensiones descomunales.

Fuente
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Pero convendría plantearnos algunas preguntas: ¿podría alcanzar un insecto un tamaño similar?, ¿hubo insectos sobre nuestro planeta con tamaños mayores a los actuales? o... ¿podrían alcanzar tales tamaños formas de vida que hipotéticamente existieran en algún lugar externo a nuestro planeta?... mmmmmm, hablemos de ello.

Si nos pudiéramos desplazar a través de la cuarta dimensión que tanto valoramos pero tan mal controlamos, (el tiempo), y retrocediéramos hasta hace unos 300 millones de años,  nos situaríamos en el paleozoico y concretamente en el  carbonífero. En esta época nos encontraríamos con los insectos mayores que hayan existido sobre la faz de la Tierra hasta día de hoy como por ejemplo Meganeuropsis permiana, un antepasado de las actuales libélulas. Hablamos de una libélula ancestral de unos 75 centímetros de envergadura... que se dice pronto... capaz de alimentarse de otros insectos o incluso pequeños anfibios.

Meganeuropsis permiana fósil. Fuente
Meganeuropsis permiana. Fuente
Sin embargo, conforme fue pasando el tiempo estos animales disminuyeron su tamaño. Acerca del por qué de esta disminución existen muchas hipótesis entre las cuales podríamos destacar la variación de la concentración de oxígeno atmosférico en nuestro planeta que rondaba el 35% durante el carbonífero, hasta el 21% aproximado que encontramos a día de hoy. Muchos podréis estar pensando acerca de qué tiene que ver dicha variación con el tamaño de estos animales así que lo aclararemos.
Si pensamos en el sistema respiratorio de un insecto y a fin de cuentas de los artrópodos, no podemos pensar en unos pulmones como los nuestros y un sistema circulatorio que distribuya el oxígeno hasta enviarlo a todos los órganos y por supuesto células, sino que debemos pensar en un sistema de respiración traqueal que para hacernos a la idea consiste al fin y al cabo en tubitos encargados de transportar el oxígeno directamente desde el exterior hasta las células. Por ello, la relación entre la superficie de intercambio y el volumen del animal es importantísima, ya que una vez superados ciertos volúmenes, es imposible que se produzca la respiración por el sistema traqueal, salvo que la concentración de oxígeno sea superior como ocurrió en el periodo carbonífero.

Relación superficie-volumen. Fuente
Buena parte de la importancia mecánica y fisiológica de la variación del tamaño de los insectos tiene que ver con las relaciones entre masa corporal y superficie. A un aumento lineal de la longitud del cuerpo corresponderá uno de superficie corporal proporcional al cuadrado de la longitud, y uno de volumen proporcional al cubo de la misma. Por lo tanto, al aumentar la longitud corporal, el cociente superficie/volumen se reduce progresivamente mientras la forma del cuerpo se mantenga. De manera que esto afecta a todos los procesos fisiológicos que guardan relación con la difusión, transporte o cambios de temperatura.

Anatomía de insectos. Fuente
Además, junto con esta disminución en las concentraciones de oxígeno atmosférico debemos tener en cuenta otra posible hipótesis a sumar, consistente en la posterior llegada de las aves que pasaron a convertirse en importantes depredadoras de los insectos, favoreciendo de este modo por selección natural la continuidad de los individuos más pequeños que por lo tanto pasarían más desapercibidos para sus depredadores y conseguirían escapar con más facilidad. Esta última hipótesis sería un claro ejemplo de lo que nuestro amigo de barba blanca y con elegante sombrero, el señor Charles Darwin, nos dijo hace años: "el ambiente selecciona".
Sin lugar a dudas el ambiente selecciona, pero no solamente lo hace a nivel de depredación sino también a nivel puramente físico. Ser pequeñito tiene muchas ventajas debido a que relaciones entre la superficie y el volumen se hacen enormes para tamaños más pequeños, facilitando como anteriormente comentamos los intercambios gaseosos, pero esto también puede suponer un problema frente a las pérdidas de agua por existir una enorme evaporación al hablar de insectos de menos de un milímetro, así que como se suele decir, en el término medio está la virtud. 
A día de hoy no obstante podemos encontrarnos con numerosos insectos que llegan a alcanzar tamaños considerables como por ejemplo Attacus atlas (la mayor polilla existente con una envergadura de 25-30 centímetros) o Mantis gigantea (llegando a superar los 15 centímetros de longitud).


Attacus atlas posada en mi mano. Fuente: foto de autor
Mantis gigantea en mi mano. Fuente: foto de autor
Si en nuestro planeta han existido formas y tamaños tan dispares de estos animales a lo largo de su historia, pienso que dicha existencia debería suponer para nosotros una reflexión acerca de qué podríamos encontrar en caso de planetas donde se dieran condiciones similares al nuestro... quien sabe... como decíamos con anterioridad, los niveles de oxígeno son fundamentales, pero otras muchas cuestiones que forman parte de procesos biológicos, físicos o químicos también lo son. Quizás... sólo quizás... ahora más que nunca, nos demos cuenta de que verdaderamente... la realidad puede superar con creces la ficción.

Esta entrada participa en el XXVIII Carnaval de Biología, organizado por David Ballesteros @BioBallesteros, cuyo blog anfitrión es Vida y Estrellas (Divulgación Científica).

                   

Esta entrada participa en el XLVIII Carnaval de Física, organizado por Daniel Reina @monzonete, cuyo blog anfitrión es La Aventura de la Ciencia.

                                  

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