Se examina el modo en que algunas serpientes «ven» en la oscuridad

Es sabido que algunos ofidios, como las víboras de fosetas y las pitones, cazan en la oscuridad al percibir el calor que irradia la presa. Pero ¿cómo convierten ese calor en imágenes térmicas que pueden «ver»? Un modelo propuesto por investigadores de la Universidad de Houston y la Universidad Rutgers plantea una posible respuesta. Su artículo, publicado en Matter, también podría ayudar a elaborar materiales artificiales blandos que transformen el calor en electricidad para aplicaciones como sensores o captadores de energía.

La foseta loreal, una pequeña cavidad cubierta por una membrana delgada y situada cerca de los orificios nasales de la serpiente, parece actuar como un «ojo» térmico. Dotada de una sensibilidad extraordinaria, con ella es capaz de percibir un animal a unos 40 centímetros de distancia en menos de 50 centésimas de segundo en la oscuridad más cerrada. Los biólogos ya habían identificado, en las fibras nerviosas de la membrana, canales iónicos que se activan con los cambios de temperatura. Y también sabían que esta membrana se calienta con suma rapidez. Pero hasta ahora no estaba claro de qué modo las variaciones térmicas captadas en la foseta acaban convirtiéndose en señales eléctricas que viajan hasta el cerebro.

«En la naturaleza existen materiales piroeléctricos que convierten el calor en electricidad, pero son raros y consisten en cristales duros; tales cristales no se han hallado en las serpientes», afirma Pradeep Sharma, ingeniero mecánico de la Universidad de Houston y uno de los firmantes del artículo. «Lo que hemos demostrado es que ciertos materiales blandos, como las células vivas, pueden actuar también como piroeléctricos débiles en circunstancias especiales.»

Sharma y su equipo han elaborado un modelo matemático que muestra cómo se moverían las cargas estáticas en un material deformable y termosensible. Modelizaron la membrana de la foseta como una película constituida por un material así, que se engrosaría al calentarse. La mayoría de las células biológicas, incluidas las que forman la membrana auténtica, generan de modo natural un pequeño voltaje eléctrico en su superficie externa. Los investigadores constataron que cuando el grosor de la membrana aumenta, las cargas de las células que la integran varían levemente y provocan un cambio de voltaje, que es captado por las neuronas.

A continuación, sometieron a prueba ese modelo teórico con valores reales y comprobaron que encajaba con la rapidez con que las serpientes detectan sus presas, así como con la distancia a la que la presa debe estar situada y la diferencia de temperatura necesaria entre el cuerpo de esta y el entorno.

Elena Gracheva, neurocientífica de la Universidad Yale que no participó en el estudio, había dado a conocer antes el cometido que los canales de iones desempeñan en la capacidad termosensorial de las serpientes. Según ella, esta nueva idea sobre la conversión de las señales «sienta las bases para futuros trabajos experimentales destinados a verificar el modelo».

En opinión de Sharma, también podría derivar en una nueva rama tecnológica. «Es posible aplicar el mismo modelo a la creación de materiales sintéticos dotados de propiedades piroeléctricas, que tendrían aplicaciones fascinantes en el campo de la ciencia de los materiales.»

Fuente: investigacionyciencia.es