Baby Mantis Shrimp no tira de sus golpes

DURHAM, NC – Los camarones mantis no necesitan comida para bebés. Comienzan sus vidas como depredadores salvajes que saben cómo asestar un golpe fatal.

Un nuevo estudio, publicado el 29 de abril en la revista Journal of Experimental Biology, muestra que las larvas del camarón mantis filipino (Gonodactylaceus falcatus) ya están mostrando los movimientos ultrarrápidos por los que son conocidos estos animales, incluso cuando son más pequeños que un grano corto de arroz.

Sus punzones ultrarrápidos miden menos de 1 mm y se desarrollan exactamente cuando la larva ha agotado sus reservas de yema, se aleja de su nido y se adentra en el gran mar abierto. Inmediatamente comienza a cazar organismos que son más pequeños que un grano de arena.

Aunque aceleran sus brazos casi 100 veces más rápido que un automóvil de Fórmula 1, las larvas de camarón mantis filipino son más lentas que los adultos más grandes, lo que contradice la expectativa teórica de que lo más pequeño siempre es más rápido.

“Producen velocidades asombrosas y aceleraciones impresionantes en relación con su tamaño, pero no son tan rápidos como los adultos”, dijo Jacob Harrison, estudiante de doctorado en biología en la Universidad de Duke y autor principal del estudio.

Los camarones mantis logran sus movimientos ultrarrápidos a través de un pequeño mecanismo accionado por resorte escondido en su accesorio de perforación. Un músculo se contrae, deformando un pequeño segmento de su exoesqueleto, las cutículas rígidas que cubren su cuerpo. Esta contracción permite almacenar energía elástica en la conexión bloqueada. Tan pronto como se suelta el pestillo, el exoesqueleto vuelve a su posición natural, impulsando el apéndice violentamente hacia adelante a velocidades ultrarrápidas.

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Los modelos técnicos y físicos predicen que los organismos más pequeños, que tienen menos masa que desplazar, son más rápidos que los organismos más grandes y pesados. Las larvas de camarón mantis muestran que la biología no siempre sigue la teoría.

“En teoría, deberían producir la mayor aceleración”, dijo Harrison, “pero no encontramos eso”.

Harrison explica que esta discrepancia puede deberse a varios factores. Los músculos de las larvas pueden ser demasiado pequeños para tensar efectivamente un resorte muy rígido, o la resistencia al agua en su pequeño tamaño puede ser demasiado alta para que sus latidos alcancen, entre otras cosas, la velocidad que pueden alcanzar los individuos más grandes.

“Hay limitaciones para estas estructuras de resorte y bloqueo que no comprendemos completamente”, dijo Harrison. “Pero a medida que la biología se aleja de los modelos teóricos, destaca algunas áreas interesantes que podemos aprender”.

Las larvas de camarón mantis son un sistema interesante no solo por su pequeño tamaño, sino también por su color o falta de ellas.

Los camarones mantis adultos tienen exoesqueletos opacos, por lo que el funcionamiento interno de sus mecanismos de bloqueo por resorte no se puede observar en acción. Sin embargo, el exoesqueleto larvario es mucho más delgado y completamente transparente, por lo que los investigadores pueden ver exactamente cómo estos animales almacenan tanta energía elástica en sus diminutas extremidades simplemente observándolos a través de un microscopio.

“Una de las partes más difíciles de investigar los mecanismos accionados por resorte es que muchos de estos elementos actúan en el animal. Podemos mirar fuera del animal y ver el comportamiento, medir la cinemática, diseccionar el animal y decir que el mecanismo se ve así, pero siempre hay niveles de suposición “, dijo Harrison.

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“(Transparencia) establece los langostinos mantis como sistemas en los que podemos ver cómo cada uno de estos elementos trabaja en conjunto”, dijo Harrison. “Elimina las suposiciones y nos permite comprenderlas en una escala más fina”.

Las larvas de camarón mantis son, por lo tanto, doblemente interesantes. Destacan las discrepancias entre la física y la biología y proporcionan una ventana real para una mejor comprensión del mecanismo detrás del movimiento ultrarrápido.

“Cuando algo no es lo que predice, la primera reacción intestinal siempre es increíblemente frustrada, pero eso es exactamente lo que destaca las nuevas áreas de investigación”, dijo Harrison.

Este trabajo fue apoyado por la Compañía de Becas Itinerantes de Biólogos (JEBTF181185), la Fundación Nacional de Ciencias (NSF IOS 1439850 y NSF EPSCoR RII 455 1738567), la Oficina de Investigación Naval (N00014-19-1-2035 y N00014-454) 17 -1-2062) y de la Universidad de Hawái en Mānoa. Este material se basa en el trabajo respaldado en parte o en parte por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. Y la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU. Con el número de contrato / permiso W911NF-15-1-058.

CITA: “Escalado y desarrollo de mecanismos elásticos: los diminutos latidos del camarón de la larva Mantis”, JS Harrison, ML Porter, MJ McHenry, HE Robinson, SN Patek. Journal of Experimental Biology, 29 de abril de 2021. DOI: 10.1242 / jeb.235465

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