Traducido por el equipo de sott.net

Una compleja estructura jerárquica ayuda al lagarto a evitar amputaciones accidentales.
lizard lose tail defense strategy
© John Pereira/inaturalist.orgPerder la cola no es lo ideal, pero ser devorado por un depredador es aún peor. Los lagartos, como el lagarto de flecos de Schmidt, que se muestra aquí, dependen de una compleja estructura interna que les ayuda a mantener la cola hasta que llega el momento de perderla
Los lagartos son famosos por perder la cola, pero quizá la pregunta más importante debería ser: ¿Cómo se mantienen las colas? La respuesta puede estar en el diseño interno del apéndice. Una estructura de púas, micropilares y nanoporos mantiene la cola de los lagartos lo suficientemente apretada como para soportar la mayoría de las sacudidas, a la vez que permanece preparada para soltar la cola en caso de emergencia, informan los investigadores en la revista Science del 18 de febrero.

La autoamputación, o autotomía, de una extremidad es una estrategia de defensa común en el reino animal, incluso para muchas especies de lagartijas (SN: 3/8/21). Pero es un plan arriesgado: Una extremidad desmontable conlleva un mayor riesgo de pérdida accidental por pequeños golpes y enganches. "Tiene que encontrar el punto justo de sujeción, para que no se desprenda fácilmente. Pero también debe desprenderse cuando sea necesario", dice Yong-Ak Song, bioingeniero de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi (Emiratos Árabes Unidos). "Es un fino equilibrio".

La cola de una lagartija está formada por una serie de segmentos que se conectan en fila como si fueran enchufes. La cola puede romperse a lo largo de cualquiera de estos puntos, llamados planos de fractura, dependiendo de la cantidad de cola que el lagarto necesite sacrificar. Entre cada segmento, las púas (ocho haces de músculos en forma de cono dispuestos en círculo) encajan perfectamente en los enchufes correspondientes, formados por paredes relativamente lisas. Cada púa está a su vez cubierta por un bosque de protuberancias, o micropilares, que se asemejan a pequeñas setas.

Los puntos de conexión de los enchufes, o planos de fractura, entre cada segmento de la cola de un lagarto (uno de los cuales se ilustra en el círculo) son puntos débiles susceptibles de sufrir roturas accidentales. Los lagartos capaces de perder la cola han desarrollado una compleja estructura de características de tamaño micro y nano que ayudan a que la cola se sostenga durante pequeños golpes y sacudidas.
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© .Shiji Ulleri/Wise Monkeys PhotographyLos puntos de conexión, o planos de fractura, entre cada segmento de la cola de un lagarto (uno de los cuales se ilustra en el círculo) son puntos débiles susceptibles de romperse accidentalmente. Los lagartos capaces de dejar caer su cola han desarrollado una compleja estructura de características de tamaño micro y nano que ayudan a que la cola se sostenga durante pequeños golpes y sacudidas
Para descubrir la función de esta estructura, Song y sus colegas amputaron primero las colas de tres especies de lagartos con un suave tirón y luego analizaron los apéndices rotos con un microscopio electrónico de barrido. Al acercarse a las protuberancias en forma de hongo, descubrieron que cada una de ellas está llena de agujeros o nanoporos.
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© .Navajit S. Baban/New York University Abu DhabiCada segmento de la cola de una lagartija contiene ocho haces de músculos en forma de cono (izquierda) que funcionan como un tapón para un enchufe. Al acercarse a una púa se observa un paisaje de micropilares con forma de hongo cubiertos de nanoporos (derecha)
Los investigadores también observaron ligeras huellas en las paredes interiores del enchufe dejadas por los micropilares de la púa, como dedos presionados ligeramente en la arcilla. Esto fue una sorpresa: Esperaban que los micropilares se encajaran completamente en el encaje, como si se tratara de un velcro. En cambio, los micropilares picados no proporcionaban ningún agarre adicional que asegurara la cola a su dueño.

Sospechando que los micropilares provistos con nanoporos debían desempeñar otra función, el equipo construyó una réplica de la cola de lagarto con polidimetilsiloxano, un material gomoso y parecido a la carne, para imitar la separación de la cola del cuerpo. Esto permitió a los investigadores examinar las fuerzas que actúan durante la amputación de la cola. Descubrieron que las grietas profundas entre los micropilares, junto con los baches más pequeños de la superficie de los micropilares, ralentizan la propagación de una fractura inicial.

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© Navajit S. Baban/New York University Abu DhabiPara unir los segmentos de la cola, las púas encajan perfectamente en los encajes correspondientes (como la hendidura sombreada en la parte superior de la imagen de la izquierda). Las paredes interiores de los enchufes (en la imagen de la derecha) son relativamente lisas, con ligeras huellas en los lugares en los que los micropilares con forma de seta presionan contra las paredes. Esto indica que los micropilares no se entrelazan con las paredes de los encajes, por lo que no contribuyen al agarre de la púa
"Si hay una grieta que entra y se encuentra con un poro, que es un vacío, entonces la grieta se detiene, y entonces pierde energía para propagarse", dice Song. En otras palabras, el inicio de una fractura puede detenerse en seco. Cada hendidura y ranura ayuda: Los micropilares con nanoporos mejoraron la adhesión 15 veces más que las púas lisas sin micropilares, y ligeramente más que los micropilares sin nanoporos. La estructura jerárquica de púas, pilares y poros logra un equilibrio que Song describe como un bello ejemplo del principio de Ricitos de Oro: ni demasiado apretado, ni demasiado flojo.

Esta adaptación es importante para que los lagartos optimicen su supervivencia. Aunque la autotomía ayuda a evitar que el lagarto se convierta en un almuerzo, es un mecanismo de defensa costoso que afecta a la capacidad del lagarto para correr, saltar, aparearse y escapar de futuros depredadores (SN: 1/5/12). Por ello, es importante que la lagartija abandone su extremidad sólo cuando sea necesario.

Este sistema intrincadamente diseñado es un ejemplo perfecto de cómo la evolución puede trabajar continuamente en algo para hacerlo más eficaz, dice Bill Bateman, ecólogo del comportamiento de la Universidad de Curtin en Perth (Australia), que no participó en la investigación. "Me deja boquiabierto".