Las "lecciones" de los gusanos y las arañas
En la tercera entrega de la biomímesis los gusanos y las arañas son nuestros maestros.
Barry Trimmer se inspira en el movimiento de los invertebrados para la creación de "microrobots".
Cheryl Hayashi aspira a replicar la "ingeniería de alta precisión" de las telas de las arañas.
Gusanos a mí
A esa edad en la que los niños cortan los rabos a las lagartijas, Barry Trimmer empezó a sentir fascinación por el mundo de las orugas y los gusanos. “¿Cómo puede un animal sin huesos moverse por el mundo?”, se preguntaba entonces y se sigue preguntando ahora en el Laboratorio de Biomimética y Neuromecánica de la Universidad de Tufts, rodeado por la última generación de ondulantes robots "blandos", prestos a trepar hasta sus hombros.
Los gusanos artificiales están fabricados con silicona. Son huecos por dentro y tienen un muelle de alambre a lo largo de su cuerpo "colapsable". Una descarga eléctrica hace que los "músculos" metálicos se contraigan; cuando cesa la corriente, el muelle se dilata y el cuerpo vuelve a posición de "reposo".
Así se ha logrado replicar el movimiento original de los invertebrados, aunque la inquietud de Trimmer -20 años estudiando intensamente las evoluciones del gusano del tabaco- va aún más allá: "¿Cómo puede un cerebro controlar los movimientos de algo sin articulaciones?".
El neurobiólogo no puede ocultar su pasión por el minúsculo invento, bautizado como el GoQBot y perfeccionado a lo largo de los últimos años, capaz algún día de trepar por las paredes y llegar a los lugares más remotos. Le preguntamos por su utilidad, y le saltan chispas de los ojos: "En el futuro servirán para reparar a distancia paneles solares, o maquinaria de difícil acceso, o para prestar asistencia en casos de desastres naturales, o incluso con fines endoscópicos para diagnosticar y tratar enfermedades".
Lo que está claro, según Trimmer, es que asistiremos a una auténtica explosión de la “robótica blanda”, con mecanismos que poco o nada tendrán que ver con las formas antropomórficas de R2D2 y C3PO, explorando las infinitas variantes de la movilidad: “¿Por qué seguir mirándonos al ombligo y construir robots a nuestra imagen y semejanza, cuando el mundo natural está lleno de estrategias mucho más eficaces para adaptarse a todos los terrenos?”.
El Laboratorio de Tecnologías Biomímeticas de Tufts, al fin y al cabo, es uno de los puntales de este campo que está revolucionando los departamentos de ciencia de las grandes universidades, a la busca de soluciones inspiradas en la biología. También existen ya salamandras robóticas, y “brazos mecánicos” inspirados en la trompa de los elefantes o en los tentáculos de los pulpos, y por supuesto serpientes, peces, saltamontes y cucarachas, capaces de huir de sus perseguidores humanos con la misma destreza que sus parientas invertebradas.
Sobre la tela de una araña
La tarántula rosa (Grammostola rosea) se mueve a placer por las manos familiares de la bióloga Cheryl Hayashi, que nos pide encarecidamente que no nos dejemos llevar por las temibles apariencias: “Podéis acariciarla, es muy dócil y suave. En Suramérica las quieren mucho como mascota...”.
En el laboratorio de la Universidad de California en Riverside, se venera sin embargo a la “entrañable” araña por algo más: “Su abdomen es una fábrica prodigiosa. Ahí tenemos nada menos que la sabiduría acumulada de 400 millones de años de evolución. Y no hemos hecho más que empezar a descifrarla”.
En eso consiste precisamente la labor de Hayashi, una de las mayores autoridades mundiales en el estudio de "la arquitectura, la estructura y la función" de las telas de araña. Y también en la posible aplicación humana de las fibras de seda: desde su uso para materiales médicos a los chalecos antibalas, redes de pesca, cuerdas de tenis, tendones artificiales, botellas...
“Los humanos no hemos sido capaces de fabricar aún un material tan fuerte y, a la vez, tan elástico. Ni por supuesto tan limpio, capaz de producirse a la temperatura ambiente, sin usar petroquímicos ni contaminantes”.
“Eso sí, no se pueden ‘cultivar’ arañas porque son depredadoras y la producción de la seda no está garantizada”, advierte la bióloga. “Pero sí podemos replicar el proceso sintéticamente, insertando genes de la seda en un cultivo bacteriológico, o implantándolos en animales de granja".
Varios laboratorios y empresas de biotecnología compiten por encontrar la fórmula que permita comercializar la seda sintética de araña. "Pero más importante que las aplicaciones resulta para mí el aprendizaje", asegura Cheryl, que parece preguntar con eterna curiosidad a su peludo objeto de estudio: “¿Cómo puede un animal tan diminuto transformar las proteínas en esos hilos que salen de las glándulas del abdomen? ¿Cómo puede formar esas estructuras geométricas, guiándose sólo por la vibración y la tensión de la tela?”.
“Para mí las arañas son ingenieras de alta precisión”, sentencia la bióloga. “Hasta siete tipos de seda llegan a fabricar ciertas especies de araña, según la misión que se propongan. La más habitual, para cazar a sus presas. Pero también producen seda de distinta calidad para el apareamiento, para envolver los huevos, construir su casa, o escapar de un perseguidor y amortiguar el golpe...”
“Tenemos poco que temer y mucho que aprender de ellas. La verdad es que tienen una mala reputación que no se merecen. Menos del 1% de las 40.000 especies que existen son realmente dañinas para los humanos. Y su labor en los ecosistemas no tiene precio: son imprescindibles para mantener a raya a los insectos”.
En el ranking de los animales más despreciables, sin embargo, únicamente las ratas y las serpientes van por delante. Y en la lista de las cosas más temidas por los británicos, tan sólo hay una que supera a los terroristas. Imaginen cuál...
Pongamos que Cheryl Hayashi perdió primero el miedo y luego la ignorancia a las arañas (aunque las dos cosas suelen ir juntas). Poco le atraían cuando era niña en Hawai; el “picor” no lo expentó hasta llegar a Yale, donde se adentró en los misterios de la biología evolutiva. Como ayudante de labotorio, su misión consistió en dar de comer insectos a las arañas.
Meses después acabó pernoctando en las junglas de Panamá, estudiando de cerca los hábitos de las arañas tropicales. Tal vez de ahí le viene la querencia por la Grammostola rosea que, después de deambular por su brazo y por el hombro, se le queda clavada como un broche en la camisa. Sólo le preocupa que la araña se le enrede con las patas peludas en la melena...
"La araña saltarina (Salticidae) es otra de mis favoritas. Son divertidísimas y es increíble verlas moverse con ese sistema hidráulico que les permite saltar varias veces la longitud de su cuerpo. La viuda negra (Latrodectus mactans) es otra de mis debilidades, aunque hay que tener cuidado con ella: sus picaduras son muy venenosas. Últimamente me gusta la araña plateada (Argiope argentata)".
A la tarántula rosa, de momento, le ha llegado el momento de volver a la urna de cristal, pero no sin antes dejar un rastro de seda. Cheryl Hayashi tira y tira del hilo como si quisiera descifrar el último misterio: "Lo que hay dentro del telar de la araña es puro fluido... ¡Es increíble! El filamento se forma cuando el líquido sale de las glándulas y entra en contacto con el mundo exterior, como por arte de magia".
