Sección "Del Bestiario", Revista Ciencias 49:36-37
DE
MOSCAS Y BASILISCOS
Héctor T. Arita
El mundo de los comics está poblado por superhéroes
fantásticos que, como Supermán, son más veloces que un tren y pueden brincar el
edificio más alto de un solo impulso. Las imágenes
del Hombre Araña trepando con facilidad las paredes de los edificios, o de Flash
moviéndose a velocidades tales que no puede ser visto por sus enemigos, son cosa
de todos los días en este mundo de ficción. En el mundo
real, las inexorables leyes de la alometría impiden que una persona normal sea
capaz de semejantes proezas.
La alometría, según
el biólogo evolucionista Stephen Jay Gould, nos explica “porqué cualquier mosca
puede trepar por las paredes, pero sólo Jesucristo podía caminar sobre el
agua.”
En efecto, las leyes alométricas de cómo las estructuras morfológicas y
las funciones fisiológicas de los organismos “se escalan” con el tamaño pueden
darnos pistas acerca de muchas de las cosas que los animales pueden (y no
pueden) hacer.
El concepto de alometría es fácilmente entendible con un ejemplo
sencillo.
Imaginemos un par de cubos, uno de 1 metro de longitud y el otro de 2
metros.
Por simple geometría, el cubo más grande tiene un área externa no dos,
sino cuatro (22) veces mayor (6 y 24 m2 en el ejemplo) y
un volumen, y por lo tanto un peso, ocho (23) veces más grande (1 y 8
m3 en el ejemplo). De la misma
manera, dos animales de exactamente la misma forma, pero de diferentes tamaños,
difieren considerablemente en la proporción entre estructuras y funciones que
suceden en dimensiones diferentes de uno, produciendo el fenómeno de la
alometría.
La llamada ley de
Bergman, que dice que los animales que se encuentran más cerca de los polos
tienden a ser más grandes que los de zonas más cálidas, ha sido explicada usando
la alometría.
Para animales de la misma forma, reza la teoría, los organismos más
grandes tienen menor superficie externa por unidad de peso que los más pequeños,
por lo que un tamaño grande sería beneficioso en un clima frío para disminuir la
pérdida de calor. Esta es la
misma razón por la que un bloque de hielo tarda más en derretirse que muchos
cubitos de hielo que en conjunto pesen lo mismo que el bloque.
Por las leyes de la
alometría y de la física, algunas de las actividades típicas de los animales muy
pequeños resultarían hazañas portentosas para animales más grandes. Por ejemplo,
muchos insectos y algunos vertebrados chicos pueden trepar por paredes
verticales y casi lisas, pero ningún vertebrado grande puede hacerlo. Las moscas
domésticas poseen en sus tarsos unas estructuras llamadas pulvilli, que secretan una sustancia que
contribuye a mantener al animal pegado a superficies lisas.
Aparentemente la sustancia secretada por los pulvilli produce tensión superficial
suficiente como para sostener el peso de los insectos.
Evidentemente, en contra de lo que podría decirnos el Hombre Araña, un
proceso similar sería completamente ineficaz en el caso de animales de mayor
tamaño, en los que el peso es muchísimo mayor que la fuerza que puede generar la
tensión superficial. Existen, sin
embargo algunos pequeños vertebrados con habilidades trepadoras asombrosas. Los geckos
(pequeños reptiles tropicales de la familia Gekkonidae) poseen en sus patas
pequeños cojinetes con inumerables ganchillos que le permiten al animal
aprovechar las pequeñas irregularidades de las superficies, incluso las
verticales, para afianzarse y desplazarse velozmente. Este
mecanismo, que funciona muy bien para un animal de unos pocos gramos, como el
gecko, sería completamente inútil en el caso de un vertebrado más grande, pues
la fuerza sustentadora de los ganchillos no podría compensar el peso del
animal.
De igual forma,
ningún ser terrenal del tamaño del hombre puede caminar sobre el agua, de la
manera en que, según afirma el Nuevo Testamento, Jesucristo lo hizo frente a sus
discípulos.
Por el contrario, existen numerosos insectos y algunos vertebrados que se
desplazan con facilidad sobre la superficie del agua. Uno de estos
animales es el basilisco (Basiliscus
spp.), una lagartija de tamaño mas bien grande, con un peso de hasta 600
gramos en los machos y 300 gramos en las hembras.
En realidad existen
cuatro especies de basiliscos que se distribuyen desde el sur de México hasta
Sudamérica.
Son llamados así por el monstruo de la mitología helénica (que en
realidad era una serpiente). Estos
animales, de color pardo verduzco y con una distintiva cresta en la cabeza, son
conocidos como garrobos o turipaches en ciertas partes de México y
Centroamérica, pero hay dos nombres que describen muy bien su hábito peculiar de
correr velozmente sobre la superficie del agua para huir de sus depredadores: en
México se les conoce como pasarríos, mientras que en la literatura americana se
les conoce en ocasiones como lagartijas Jesucristo.
Es bien sabido que los individuos jóvenes de esta especie se desplazan
con facilidad sobre la superficie del agua, pero que los adultos lo hacen con
más dificultad y que los individuos realmente grandes (de más de 200 gramos) no
pueden hacerlo.
Recientemente, dos biólogos de la Universidad de Harvard estudiaron la
mecánica asociada con este peculiar modo de desplazamiento y encontraron el
límite de tamaño para que los basiliscos realicen su prodigioso acto. El animal
aprovecha dos diferentes fuerzas verticales generadas por el rápido movimiento
de las patas.
Para un individuo de 90 gramos, una cuarta parte de la sustentación
deriva del golpe de la pata sobre el agua, y el resto proviene de la diferencia
en presión entre el agua y la bolsa de aire que se forma cuando la pata comienza
a hundirse.
El secreto para el basilisco es retirar la pata con la suficiente rapidez
antes de que se colapse la bolsa de aire. Esto es
relativamente sencillo para los individuos pequeños, pero no para los
grandes.
Las pequeñas lagartijas recién nacidas (de cerca de dos gramos) pueden
crear hasta 225 por ciento de la fuerza que necesitan para mantenerse sobre el
agua y pueden, entonces, desplazarse sin aparente esfuerzo sobre el agua. Por el
contrario, un individuo de 100 gramos puede generar apenas un poco más de la
fuerza necesaria para mantenerse sobre el agua. Los
basiliscos más grandes se hundirían si intentaran las proezas de su juventud:
las leyes de la alometría determinan que animales tan grandes no podrían generar
la energía necesaria para mover sus patas con la rapidez requerida.
Ahora bien,
conociendo el secreto de los basiliscos, ¿podría un ser humano caminar sobre el
agua?
Imposible. De acuerdo
con los cálculos de los científicos de Harvard, una persona de 80 kg tendría que
correr a una velocidad de 30 metros por segundo, o sea cerca de tres veces más
rápido que lo que corrió Donovan Bailey, el campeón olímpico de los cien metros
planos.
Además, para conseguir tal hazaña, sería necesario utilizar 15 veces más
energía muscular de la que un humano normal puede generar. Claramente,
sólo los personajes de ficción, como Flash, podrían desafiar de tal modo las
leyes de la energética.
Las leyes de la
física, reflejadas en los animales a través de la alometría, nos dicen que
ningún humano, ni siquiera Carl Lewis, podría saltar cientos de veces su propia
longitud, como rutinariamente hacen las pulgas. De la misma
manera, ni siquiera Donovan Bailey podría igualar a la cucaracha americana, que
es capaz de correr a una velocidad de 50 veces su propia longitud por segundo
(este récord aparece en el libro Guinness y equivaldría a que una persona
corriera a más de 150 kilómetros por hora). La física y
la alometría nos imponen restricciones y nos indican que el caminar sobre las
paredes y el desplazarse sobre el agua son cosas de moscas, basiliscos y
personajes milagrosos.
Lecturas adicionales
Glasheen, J. W. y T. A. McMahon. 1997. Running on
water.
Scientific American 277(3):48-49 (septiembre de
1997).
Descripción de la técnica del basilisco para correr sobre el agua.
Zimmer, C. 1994. See how they
run.
Discover 15(9):64-73 (septiembre de
1994).
Historia sobre el laboratorio de desempeño, energética y dinámica del
movimiento animal de la Universidad de Berkeley, donde se estudia la locomoción
de las hormigas, cucarachas, cangrejos, milpiés y otros
bichos.