Los nematocistos de algunos cnidarios pueden penetrar capas gruesas de caparazón de crustáceos mediante cápsulas de colágeno inusualmente cortas que expulsan explosivamente estiletes de túbulos proteicos fuertes y flexibles con púas puntiagudas.
Introducción
Superar la cutícula protectora de los oponentes blindados es un desafío al que se enfrentan muchos organismos tanto por razones defensivas como depredadoras. Las conchas gruesas como las de los crustáceos son especialmente difíciles de penetrar sin la ayuda de partes del cuerpo fuertes y afiladas y músculos poderosos que las respalden. Algunos organismos resuelven este desafío con solo componentes celulares microscópicos. Las hidras, pequeños animales del género cnidario Hydra, se alimentan de crustáceos planctónicos y han desarrollado notables nanoestructuras que pueden penetrar la armadura de sus presas para inyectar veneno.
La estrategia
Las células (cnidoquistes) producen un orgánulo grande llamado nematocisto. La célula forma una capa matriz alrededor del nematocisto que lo mantiene fuerte y promueve la generación de 150 bar de presión dentro del orgánulo en la maduración. La "tapa" de la cápsula (opérculo) se asocia con la membrana celular mirando hacia afuera. Cuando la porción sensorial de la célula (cnidocil) se altera mecánicamente (p. ej., por contacto con la presa), provoca un rápido aumento en la concentración de iones de calcio en la célula. Esto provoca un reordenamiento molecular del opéculo que permite la liberación de la presión almacenada del nematocisto hacia el exterior del organismo. El estilete, compuesto de fuertes y flexibles túbulos con púas puntiagudas al final, expulsa de la célula con una aceleración de ~ 5.4 millones de veces la gravedad. Debido a la diminuta sección transversal de la punta del estilete, se ejerce una presión de 7.7 millones de pascales sobre la cutícula de la presa y se introduce profundamente en el tejido subyacente. De hecho, este no solo es el sistema animal más rápido observado hasta la fecha, sino que la presión en el impacto también es comparable a la que produce una bala.
Animación de nematocistos
Esta animación en video de Shape of Life muestra la función de los nematocistos en los tentáculos de una anémona (otro tipo de cnidario).