La danza de los acróbatas aéreos

Autor: Emiliano Cantón

A medida que se aproxima el verano, la gente comienza a pasar más tiempo afuera y a tomar vacaciones a lugares donde puede nadar: en lagos, ríos, cerca del mar. Es posible que en estos viajes a lugares húmedos la gente se tope con una multitud de insectos, entre ellos las libélulas. Debido a que no resultan molestas y en general tampoco provocan repulsión, para muchos estos insectos pasan desapercibidos y son tan sólo un elemento pintoresco del entorno. ¡Gran error! Observen más de cerca. Estos pequeños amigos voladores, que transitan el aire como helicópteros miniatura, tienen más de una característica interesante qué apreciar, y espero en este texto hacerles notar un par de ellas.

Las libélulas pertenecen al orden Odonata  y por lo tanto son miembros de uno de los linajes más antiguos de los insectos, y uno para el cuál existe un registro fósil notablemente extenso y continuo.  Aún así, son un orden relativamente pequeño (para estándares de insectos) con sólo unas cuántas miles de especies existentes. Son fácilmente distinguibles por sus largos y esbeltos cuerpos, sus dos pares de alas angostas y transparentes, y una cabeza con dos muy grandes ojos. En tiempos prehistóricos existían odonatos enormes, por ejemplo Meganeuropsis permiana con una envergadura de alas de hasta 70 centímetros. La mayoría de las especies pertenecen a uno de dos grandes grupos: zygópteros (caballitos del diablo) y anisópteros (libélulas). Aunque puede ser difícil distinguir entre ambos mientras revolotean por el aire, toman diferentes posturas al descansar. Los caballitos del diablo pliegan sus alas hacia atrás y arriba, en dirección de su cuerpo, mientras que las libélulas las dejan caer perpendicularmente a su tórax. Muchos odonatos son también distinguibles por sus vistosos colores, desde brillantes rosas hasta destellantes azules y verdes metálicos.

 Los odonatos se consideran insectos acuáticos. Los huevos y etapas larvarias de estos insectos se encuentran en el agua, y es hasta que llegan a adultos que comienzan a volar. Normalmente permanecen cerca de cuerpos de agua, pero algunos llegan a aventurarse a mayor distancia. A pesar de su aspecto delicado, tanto los adultos como las larvas son predadores voraces y unos cazadores altamente efectivos. Mayoritariamente se alimentan de otros insectos, aunque las larvas de las especies más grandes pueden llegar a alimentarse de peces pequeños o renacuajos (1). Para cazar bajo el agua, las larvas poseen una mandíbula extendible, llamada máscara, la cuál pueden proyectar a velocidades menores a 3 centésimas de segundo. En el aire, los adultos atrapan a sus presas con sus patas y atacan la cabeza, devorando el resto una vez que llegan a un sitio de reposo.

Imagen: Nick Upton [http://dartfordwaffler.co.uk/] zygóptero, o “Caballito del diablo”

El altamente ágil y preciso vuelo de los odonatos es su principal arma para cazar. Son capaces de volar en cualquier dirección, incluso hacia atrás y de cabeza, y a velocidades de hasta 100 km/h, o mantenerse estáticos en el aire. Pueden ejecutar giros y cambios de dirección casi inmediata, generando fuerzas G que superan aquellas experimentadas en las montañas rusas más intensas. En esencia, su maniobrabilidad asemeja a un avión caza militar, pero aún más avanzado ya que no pierden su destreza al volar en reversa. Estas hazañas acrobáticas asombrosas son posibles en parte por la anatomía de sus alas. Otros insectos baten sus alas mediante movimientos torácicos, pero las libélulas tienen músculos que se unen directamente a la base de las alas. Además, son capaces de controlar cada una de ellas de forma independiente. En el extremo de cada ala existe una pequeña formación llamada pterostigma, cuyo peso ayuda a flexionar el ala durante el vuelo, lo que la hace más aerodinámica. En la base de las alas, los músculos se utilizan para cambiar la forma y ángulo de ataque. Éstas y más características se unen para darles una coordinación exquisita. Verdaderamente, las libélulas son maestros en el aire.  La única manera de investigar eficientemente el vuelo de la libélulas es filmarlas en cámara ultra lenta (por ejemplo en ambientes naturales o para estudiar la aerodinámica del vuelo en reversa).  Este tipo de filmaciones muestran que el vuelo de estos animales es un proceso complejo que echa mano de al menos 4 procesos físicos dependientes de la flexibilidad de las alas y el patrón del aleteo para generar sustentación en el aire. En comparación, en las aeronaves de diseño humano son principalmente dos procesos los que permiten elevar estas máquinas (la sustentación clásica y aquella en un ángulo de ataque supercrítico). Para rematar, estos insectos también se reproducen al vuelo. El macho y la hembra se acoplan en una especie de rueda donde el extremo posterior del macho sostiene la cabeza de la hembra, y los genitales de la hembra se unen a los órganos reproductores secundarios en el tórax del macho. Pueden permanecer unidos en esta coreografía aérea incluso hasta que la hembra deposita sus huevos en el agua, mientras que el macho aleja a sus competidores.

No satisfechos con una destreza aérea envidiable, la otra gran ventaja para las libélulas y caballitos del diablo a la hora de cazar proviene de su excelente visión. Los dos grandes ojos de estos insectos en realidad están compuestos de decenas de miles de unidades pequeñas que transmiten gran cantidad de información sobre su entorno. Cerca de un 80% del cerebro de estos insectos está dedicado a la interpretación de estímulos visuales. Recientemente, una colaboración de investigadores de la Universidad de Lund en Suecia y de Adelaide en Australia permitió monitorear las neuronas de las libélulas mientras rastrean un objeto al vuelo (2).  Con este estudio, pudieron determinar que el cerebro de estos insectos es capaz de predecir la trayectoria de un objeto en una zona de enfoque, incluso si el objeto desaparece de su campo de visión. Esto es similar a lo que hacemos los humanos día a día, por ejemplo si estamos intentando atrapar una pelota en un partido. Avances adquiridos al estudiar las redes neuronales en libélulas pueden mejorar los algoritmos para el reconocimiento de imágenes, y se espera que eventualmente estos conocimientos sean aplicados a tecnologías específicas, como por ejemplo, autos autónomos que tendrán que procesar imágenes y tomar decisiones con base en ellas en fracciones de segundo.

Como espero haber mostrado, existe mucho qué admirar de los insectos odonatos. Su estética les ha ganado mucha apreciación en el arte y la cultura en las sociedades a lo largo del tiempo, pero nuestro conocimiento de su anatomía y fisiología les da todavía mayor importancia.  Por ejemplo, futuros vehículos de vuelo autónomos podrían emular sus acrobacias. Además, en algunos lugares del mundo, ya se usan estos insectos como control de mosquitos (3) debido a su feroz apetito y eficiente depredación. Por si fuera poco, su sensibilidad a factores ambientales los hace excelentes indicadores de la calidad del agua. Seguro más adelante descubriremos más secretos escondidos detrás de ese aparente delicado exterior, pero por lo pronto espero haber revelado algo desconocido sobre estos insectos.

Referencias

1. Dijkstra, K.B. Field Guide to the Dragonflies of Britain and Europe. 2006, British Wildlife Publishing. ISBN 978-0-9531399-4-1.

2. Wiederman, S.D. A predictive focus of gain modulation encodes target trajectories in insect vision. eLife 2017;6:e26478 doi: 10.7554/eLife.26478

3. Sebastian, A., Suppression of Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae) using augmentative release of dragonfly larvae (Odonata: Libellulidae) with community participation in Yangon, Myanmar. 1990. Bulletin of Entomological Research 89: 223-232.

*Fotografía de la viñeta:  Symepetrum flavoleum. André Karwath aka Aka [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)] Anisóptero, o “libélula”

Editores: Ximena Bonilla, Emiliano Cantón