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Descubren el mecanismo biomecánico de la trampa de la Venus atrapamoscas

Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula)

Solo las trampas bien regadas pueden cerrar la trampa de forma rápida y correcta

La Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) solo necesita 100 milisegundos para atrapar a su presa. Una vez que sus hojas, que se han transformado en trampas, se han cerrado, los insectos ya no pueden escapar. Utilizando experimentos biomecánicos y Venus atrapamoscas virtuales, un equipo del Jardín Botánico de Friburgo y la Universidad de Stuttgart ha analizado en detalle cómo se mueven los lóbulos de la trampa.

Los biólogos de Friburgo, la Dra. Anna Westermeier, Max Mylo, el Prof. Dr. Thomas Speck y el Dr. Simon Poppinga y el ingeniero estructural de Stuttgart Renate Sachse y el Prof. Dr. Manfred Bischoff muestran que la trampa de la planta carnívora está bajo tensión mecánica. Además, sus tres capas de tejido de cada lóbulo tienen que deformarse de acuerdo con un patrón especial.

La dieta de la Venus atrapamoscas consiste principalmente en insectos que se arrastran. Cuando en unos 20 segundos los animales tocan dos veces los pelos sensoriales dentro de la trampa, se cierra. Los científicos ya conocían aspectos como la forma en que la trampa percibe a su presa y cómo diferencia a la potencial presa de una gota de lluvia que cae en la trampa. Sin embargo, el proceso preciso de transformación de las mitades de la trampa se mantuvo en gran medida desconocido.

Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula)

Para obtener una mejor comprensión de estos procesos, los investigadores analizaron las superficies interiores y exteriores de la trampa utilizando métodos de correlación digital de imágenes en 3-D. Los científicos suelen utilizar estos métodos para el examen de materiales técnicos. Utilizando los resultados, el equipo construyó varias trampas virtuales en una simulación de elementos finitos que difieren en sus configuraciones de capa de tejido y en el comportamiento mecánico de las capas.

Solo las trampas digitales que estaban bajo tensión mostraban el típico chasquido. El equipo confirmó esta observación con pruebas de deshidratación en plantas reales: solo las trampas bien regadas pueden cerrarse de forma rápida y correcta liberando este pretensado. El riego de la planta cambió la presión en las células y con ello el comportamiento del tejido.

Para cerrarse correctamente, las trampas también tenían que consistir en tres capas de tejido: una interna que se contrae, una externa que se expande y una capa intermedia neutra.

Speck y Mylo son miembros del grupo de excelencia de Sistemas de materiales vivos, adaptativos y autónomos de energía (livMatS) de la Universidad de Friburgo. La Venus atrapamoscas sirve allí como modelo para un demostrador biomimético hecho de materiales artificiales desarrollados por investigadores del grupo. Los científicos lo usan para probar los usos potenciales de los sistemas de materiales que tienen características reales: los sistemas se adaptan a los cambios en el medio ambiente y obtienen la energía necesaria de este medio.

El equipo ha publicado sus resultados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences: Snapping mechanics of the Venus flytrap (Dionaea muscipula)

Modificado por última vez enJueves, 25 Junio 2020 09:58