Miden la viscosidad de la mucosa de la lengua del camaleón

Dibujo20141126 time sequence capture extracted from movie - chameleon - arxiv org

El secreto de la pegajosa lengua del camaleón, cómo adhiere a su presa, podría haber sido desvelado gracias al primer estudio reológico de su mucosa. La medida es difícil de realizar porque la lengua produce poca cantidad de mucosa y porque el agua que contiene se evapora muy rápido cambiando sus propiedades reológicas. El nuevo estudio concluye que la mucosa de la punta de la lengua de Chamaeleo calyptratus tiene una viscosidad muy alta, suficiente para adherir una presa con una masa de hasta un 30%  de la masa del propio camaleón (de hecho se ha documentado que los camaleones cazan pequeños pájaros y reptiles).

Había tres hipótesis para explicar el secreto de la lengua del camaleón: (1) la adhesión seca o de Stefan, (2) la rugosidad de la lengua, y (3) la adhesión húmeda gracias a la viscosidad de la mucosa. El nuevo estudio apunta a que la tercera hipótesis es la más firme. Como siempre, futuras investigaciones tendrán que confirmarlo. El artículo técnico es Fabian Brau, Déborah Lanterbecq, Leïla-Nastasia Zghikh, Vincent Bels, Pascal Damman, “Is viscous adhesion strong enough to allow prey capture by chameleons?,” arXiv:1411.6126 [physics.bio-ph].

Dibujo20141126 rheological measurement mucus chameleon - arxiv org

Fabian Brau (Université de Mons, Bélgica) y varios colegas han estudiado de forma experimental la reología de la mucosa. Un líquido que contiene proteínas y/o glicoproteínas disueltas en agua. Para medir su viscosidad se estudia el arrastre que ejerce sobre una esfera que rueda sobre un plano inclinado impregnado con la mucosa. Como la lengua produce muy poca cantidad, se ha usado el portaobjetos de un microscopio como plano inclinado; como bola se ha usado la cuenta de un collar con una masa m = 0,88 g y un radio r = 3,00 mm. Los resultados experimentales indican que la viscosidad de la mucosa es lineal, fluido viscoso (no se observa comportamiento viscoelástico). La viscosidad dinámica medida es η = 0,4 ± 0,1 Pa·s (4 ± 1 P; recuerda que Pa·s = kg/m/s = 10 P = 10 poises). Por comparar, la saliva humana tiene una viscosidad η ≈ 0,001 Pa·s (400 veces más pequeña). Observarás que el error en la medida es grande; la razón es que la capa de mucosa usada tiene un espesor de h = 25 ± 10 micras (que se ha medido al peso).

Dibujo20141126 rheology chameleon mucus - spherical bead rolling inclined plane - arxiv org

La medida se ha realizado al microscopio usando una cámara de vídeo. Antes de entrar en contacto con la mucosa la bola realiza una caída libre por el plano inclinado (su posición describe una parábola). Una vez en contacto con el fluido la bola se mueve a velocidad constante, como ilustra esta figura. Una simple fórmula matemática permite estimar la viscosidad a partir de esta curva (más detalles en J. Bico et al., “Rolling stones: The motion of a sphere down an inclined plane coated with a thin liquid film,” Phys. Fluids 21: 082103, 2009; PDF gratis).

El artículo técnico de Brau y sus colegas incluye un modelo mecánico de la lengua del camaleón, cuyos parámetros se han obtenido analizando vídeos con cámaras de alta velocidad. Sin entrar en detalles técnicos, los autores creen que apoya su conclusión de que la viscosidad de la mucosa de la lengua es clave en la adhesión de las presas con la lengua. Recomiendo a los interesados en más detalles que consulten el artículo técnico.

Por cierto, Fabian Brau tiene un blog muy interesante “Nature et Structures.”



1 Comentario

  1. Hay que tener en cuenta lo que llegan a agarrarse las presas a las ramas, por ejemplo los saltamontes. Si la lengua no fuera muy pegajosa no podrían arrancarlos de las ramas.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 26 noviembre, 2014
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