Descubren el secreto “estratégico” de las semillas de diente de león

El diente de león común (Taraxacum officinale) es una planta diseminada por todo el mundo, oriunda de Europa, Asia y América del Norte. La característica particular que la hace famosa son sus semillas con forma de paracaídas, conocidos como papus o vilano, quizá de las mejores voladoras de la naturaleza, atrapando el viento y extendiéndose hasta 100 kilómetros a la redonda. 

Además de las características mecánicas que tienen para sostenerse en el aire, se ha descubierto que, en buena parte, lo logran al ajustar sus condiciones de vuelo según el clima en el ambiente. Sin embargo, hasta ahora, nadie sabía cómo estas semillas perciben y responden a su entorno con tanta eficacia.

Ahora, un equipo anglofrancés de expertos en botánica e ingeniería mecánica, ha descubierto que, detrás de la dispersión de estas semillas, hay una serie de «decisiones» biomecánicas, indispensables para asegurar el mayor su supervivencia.

¿Cómo logran volar?

Cada semilla de diente de león está atada por un tubo delgado a alrededor de 100 cerdas, que forman el papus o estructura similar a un paracaídas. Cuando las semillas se desprenden de la cabeza de la flor, estos mechones de pelos atrapan el viento y transportan sus semillas. Este paracaídas peludo se cierra cuando el aire está húmedo, lo que a menudo significa que el viento es débil. En condiciones más secas y ventosas, los dientes de león ensanchan sus paracaídas para atrapar mejor el viento y que las semillas puedan volar libremente y dispersarse.

¿Qué se descubrió?

En ingeniería mecánica, los llamados “actuadores” son dispositivos con la función de proporcionar fuerza para mover o hacer “actuar” otro dispositivo mecánico. Al recibir un impulso o señal se genera una respuesta o acción.

Los paracaídas que transportan las semillas se abren y cierran, comportándose como actuadores. El centro de los paracaídas detecta la humedad de su entorno inmediato al absorber moléculas de agua del aire. En respuesta a estas señales de humedad, «deciden» abrir sus paracaídas y volar, o cerrar sus paracaídas y quedarse quietos.

Los investigadores descubrieron que las células que actúan como actuadores naturales tienen un diseño radial único en forma de tubo, en el que se unen los pelos del paracaídas para garantizar un movimiento simultáneo. Así, el actuador cambia su forma para abrir o cerrar sus paracaídas. Desde la perspectiva de la botánica, el diente de león asegura la supervivencia de su especie al tomar la decisión de quedarse o buscar un mejor hábitat, según las condiciones en las que se encuentre.

¿Cómo lo observaron?

Colocaron dientes de león en una cámara con control de humedad para estudiar los efectos de en la base del paracaídas. Midieron los efectos en el actuador utilizando múltiples técnicas de captura de imagen, incluido un microscopio electrónico de barrido.

Descubrieron que entre mayor sea la humedad se provoca la hinchazón en el actuador y el movimiento mecánico de los pelos hacia arriba, lo que cerró el paracaídas. Algunas regiones del actuador se hincharon notablemente, mientras que otras, como el tejido vascular, apenas cambiaron. Observaron que el cambio de forma del actuador fue causado por la absorción y liberación de gotas de agua, creando un pliegue en el área donde se unen los pelos del paracaídas.

¿Qué aplicaciones tiene este descubrimiento?

La estructura de estas plantas pueden servir como inspiración para la llamada “robótica blanda” (soft robotics) ya que, al igual que las plantas, esta clase de robots no usan articulaciones ni partes rígidas para mover sus apéndices. Descubrir cómo responden los paracaídas de diente de león a su entorno, moviendo muchos apéndices simultáneamente, podría ayudar a los ingenieros a crear robots que mueven múltiples dedos y brazos con diseños muy simples pero funcionales. La forma en que el actuador de diente de león cambia de forma en algunas regiones, pero no en otras, también puede enseñar sobre los mecanismos de formación y movimiento en robots blandos y tejidos biológicos.

En opinión de los investigadores, la dispersión del diente de león tiene una gran influencia en los ecosistemas urbanos y rurales; saber cómo responde su vuelo al medio ambiente puede ayudar a predecir los efectos del cambio climático.

El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, estuvo encabezado por la doctora Madeleine Seale, de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad de Edimburgo, en conjunto con investigadores del Imperial College London, la Universidad de Oxford, la Universidad de Lyon y la Ecole Polytechnique de París.

Con información de Nature Communications e Imperial College London

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Ilustración: Iván Rojas

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