Un complejo arreglo de materiales en los delgados hocicos de los gorgojos los hace fuertes y flexibles.
Introducción
El hocico delgado que sobresale de la cabeza de un gorgojo es más fantástico que un cuerno de unicornio. Es casi tan largo como el cuerpo del gorgojo (1 cm o 0.4 pulgadas), se extiende hacia adelante y luego poco a poco se curva 90º hacia abajo.
En la punta del hocico hay mandíbulas afiladas que cortan la dura cáscara de las bellotas. El gorgojo levanta sus patas, inclina su cabeza para aplicar presión hacia abajo, y gira alrededor del hoyo, usando su hocico como un taladro. Mientras el gorgojo absorbe nutrientes a través del hueco en su hocico, cava un canal en lo profundo de la bellota, en el que el insecto luego depositará los huevos que se convertirán en larvas.
Durante la excavación, la parte curva del hocico se endereza, doblándose hasta el borde bajo la tensión, pero no se rompe. Cuando remueve su hocico, inmediatamente vuelve a su posición curva, como si nada.
Si el hocico se rompiera bajo el estrés extremo y repetido de la perforación, esto significaría la muerte para el gorgojo y sus generaciones futuras.¿Cómo puede este hocico delgado y aparentemente tan frágil ser tan fuerte y tan flexible?
Los gorgojos tienen un hocico largo y delgado que usan para extraer comida de las bellotas al mismo tiempo que cavan un canal para luego depositar huevos. El hocico debe ser fuerte y también flexible.
Una imagen microscópica de una sección transversal del hocico del gorgojo muestra un material compuesto complejo, con fibras en ángulos múltiples integradas en una matriz de proteínas, lo que le da al hocico flexibilidad y fuerza.
La estrategia
El secreto está en el complejo material compuesto del que está hecho el hocico. Consiste de fuertes fibras de quitina integradas en una matriz de . El material está organizado en delgadas capas que se alinean como peldaños en una escalera caracol, con la parte exterior de cada capa rotada ligeramente más adelante que la de más abajo, de modo que acumulativamente forman un .
En general, las fibras largas soportan mejor la rotura cuando la presión les llega desde la dirección paralela a su longitud. Su fuerza disminuye, y el riesgo de romperse aumenta cuando la fuerza llega desde otros ángulos. Según la ciencia, se cree que el pequeño ángulo de diferencia entre las capas adyacentes, sus estrechos espacios y la gran gama de dirección de las fibras se combinan para absorber y distribuir la fuerza entrante a través de muchas capas, para que ninguna capa soporte la peor parte de un impacto.
Además, la estructura asegura que cualquier grieta que se forme entre capas rápidamente hará contacto con una pared y deberá cambiar de dirección, sin poder propagarse lejos en el camino más fácil. Del mismo modo, cualquier grieta no podrá combinarse con otras y romperse más.
El grosor de las fibras de quitina también cumplen un rol para cambiar las características de los materiales. La capa externa más frágil del hocico, llamada exocutícula, tiene fibras que miden s de diámetro. La capa interna, llamada endocutícula, tiene fibras que son mil veces más gruesas, lo que la hace más fuerte. La endocutícula se hace más y más gruesa a lo largo del hocico, para fortalecer las áreas donde el hocico debe doblarse bajo una presión extrema sin romperse.
Las posibilidades
En general, las características que forman un material rígido y fuerte son opuestas a las que forman un material flexible y resistente al quiebre. Las científicas y los científicos están investigando la microestructura del hocico de gorgojo para diseñar materiales que equilibren de manera óptima esas características en varias combinaciones que cumplan con distintas necesidades.
Esos materiales ayudarían a una gran gama de productos, como barcos, vehículos, aviones, edificios, textiles, envases, artículos para el hogar, dispositivos médicos y sustitutos para el plástico. Todos esos productos deben ser fuertes, flexibles e inquebrantables al exponerse a la turbulencia, presión, temblores y otras fuerzas externas. También podrían proporcionar una alternativa para los plásticos que sean menos contaminantes.
Video
El extraordinario ciclo de vida del gorgojo depende enteramente de su original hocico.
