Estos jóvenes camarones pargo tienen las pinzas más rápidas del mar

Los camarones mordedores juveniles ahora tienen el récord de aceleración de movimientos corporales repetibles bajo el agua. Pueden romper sus garras con aceleraciones equivalentes a las de un disparo. Harrison y Patek, 2023 garras rápidas. Y los camarones mordedores juveniles son incluso más rápidos que sus mayores adultos, según un artículo reciente publicado en el Journal of Experimental Biology. Las garras juveniles aceleran tan rápido como una bala disparada con un arma cuando se rompen, esencialmente estableciendo un nuevo récord de aceleración para un movimiento repetido bajo el agua. Como informamos anteriormente, la fuente de este fuerte chasquido es un impresionante conjunto de garras de tamaño asimétrico; el mayor de los dos crea la instantánea. Cada chasquido también crea una poderosa onda de choque que puede aturdir o incluso matar a un pez pequeño. Esta onda de choque crea burbujas que colapsan y emiten un destello de luz apenas visible, un raro ejemplo natural de sonoluminiscencia. Los científicos creen que el chasquido se usa tanto para la comunicación como para la caza. Un camarón al acecho se esconde en una madriguera o en un lugar oculto similar y extiende sus antenas para detectar cualquier pez que pase. Cuando lo hace, el camarón emerge de su escondite, retrae su garra y la suelta con un poderoso chasquido, creando la onda expansiva fatal. Luego puede arrastrar a la presa aturdida de regreso a la madriguera para alimentarse. En 2020, los científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole anunciaron los resultados de sus experimentos con camarones pistola. Llegaron a la conclusión de que los camarones mordedores se romperán con más frecuencia y más fuerte que antes a medida que aumenten las temperaturas del océano con el cambio climático. Esto se debe a que los camarones son esencialmente animales de sangre fría, por lo que su temperatura corporal y sus niveles de actividad responden a los cambios ambientales. Esto haría que el fondo de ruido marino global fuera aún más fuerte. En cuanto a por qué los camarones parecen no verse afectados por sus poderosos chasquidos, los científicos concluyeron en 2022 que los camarones están protegidos por un pequeño casco transparente que evita un daño neuronal significativo al amortiguar las ondas de choque. Este estudio reciente se centró en el camarón grande que rompe las garras, Alpheus heterochaelis, nativo del Atlántico occidental, específicamente del Golfo de México. Los coautores Jacob Harrison y Sheila Patek de la Universidad de Duke están interesados ​​en la biomecánica evolutiva y querían aprender más sobre algo llamado accionamiento de resorte mediado por pestillo (LaMSA), un término genérico para el proceso en el que los animales como el camarón que se rompe usan el equivalente de resortes coordinados. y barras para almacenar y liberar energía elástica. (Así es también como las larvas de moscas sin patas saltan por el aire, y ciertas plantas disparan sus semillas como misiles balísticos). Estaban particularmente interesados ​​en el tamaño y la edad en que evolucionan los camarones mordedores, y los elementos detrás de su mecanismo LaMSA comparados con la cinemática de garras de el pez juvenil es comparable al camarón mordedor adulto. Recolectaron huevos de camarones pargo hembra en Beaufort, Carolina del Sur y rasparon cuidadosamente los huevos de los pleópodos, donde se mantienen durante el desarrollo. Los huevos se colocaron en pequeños recipientes de plástico llenos de agua de mar sintética, se montaron en una mesa vibradora y se agitaron suavemente para permitir que el agua fluyera sobre los huevos. Todos los huevos eclosionaron dentro de los 20 días y las larvas fueron alimentadas y monitoreadas hasta que alcanzaron la etapa de postlarva. En este punto, se colocaron en recipientes de plástico individuales y se alimentaron con huevos de Artemia. El camarón pargo juvenil desarrolló garras y comenzó a romperse alrededor del mes, y Harrison y Patek seleccionaron 20 camarones pargo de cada una de las cuatro nidadas para un estudio más detallado.
Agrandar / Una secuencia de imágenes de alta velocidad de un golpe de camarón mordedor juvenil. Harrison y Patek, 2023 A continuación, los investigadores indujeron puñetazos y capturaron un video de alta velocidad de la acción utilizando una cámara conectada a un microscopio, lo que resultó en 125 puñetazos completos para rastrear la cinemática de los puñetazos. Inicialmente, filmaron a 50 000 fotogramas por segundo (fps), la configuración habitual para los camarones adultos. Pero las garras de los jóvenes se movían demasiado rápido, por lo que cambiaron a 300 000 fps para capturar el movimiento. Harrison y Patek descubrieron que incluso a escalas milimétricas, los camarones mordedores juveniles podían romper sus pinzas lo suficientemente rápido como para generar cavitación, y que aquellos con pinzas más grandes podían generar burbujas de cavitación que duraban más y viajaban más lejos que los camarones con pinzas más pequeñas. En términos de aceleración de las pinzas, los autores midieron velocidades de 580 000 m/s2, 20 veces más rápidas que la aceleración de las pinzas de los camarones mordedores adultos. Las instantáneas completas se completaron en solo 300 microsegundos. Los autores también compararon las aceleraciones del aleteo juvenil con las medidas en estudios previos para larvas de camarones mantis, arañas mantis, arañas tirachinas, larvas de escarabajos descortezadores, hormigas mantis y unas 77 especies de ranas. Las hormigas de mandíbula caída podrían igualar las impresionantes aceleraciones de los camarones mordedores juveniles, y las hormigas Drácula y las termitas han mostrado aceleraciones aún más rápidas. Pero los tres tipos funcionan en el aire, no en el agua, y por lo tanto no tienen problemas con la resistencia hidrodinámica. De hecho, según un estudio de 2006, las únicas criaturas conocidas de tamaño similar con aceleraciones más rápidas bajo el agua son las medusas, específicamente los nematocistos en los tentáculos de las medusas, que sostienen un hilo en espiral puntiagudo o venenoso que puede liberarse en defensa propia o para capturar presas. Sin embargo, los autores señalan que estos nematocistos solo pueden dispararse una vez, como un arpón que permanece en el blanco. «Estos camarones pargo tienen aceleraciones increíblemente altas», dijo Harrison a New Scientist, «pero pueden hacerlo en el agua y lo hacen repetidamente». DOI: Journal of Experimental Biology, 2023. 10.1242/jeb.244645 (Acerca de los DOI) . Imagen de listado de YouTube/BBC