miércoles, 24 de agosto de 2016

El material más resistente creado por la naturaleza es la tela de Araña

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Politécnico de Turín en Italia, han llegado a la conclusión de que la durabilidad de la telaraña no sólo depende de la fortaleza de la seda, sino de cómo el diseño general de la telaraña compensa los daños sufridos, y la respuesta de hebras individuales a presiones del entorno que varían 

La seda de araña es una fibra proteica hilada naturalmente por arañas. Las arañas la emplean para desarrollar redes de caza o telarañas, nidos, protecciones para sus huevos o incluso para transportarse por el aire a modo deparapente (Modalidad de paracaidismo deportivo que consiste en lanzarse desde una pendiente muy pronunciada con un paracaídas desplegado y efectuar un descenso controlado.)


Las arañas (orden Araneae) son el orden más numeroso de la clase Arachnida, lejanamente emparentadas con otros grupos de artrópodos, como los insectos, con los que no deben confundirse. El orden Araneae es el séptimo en diversidad total de especies respecto al resto de diversidad de organismos. El grupo está abundantemente representado en todos los continentes, excepto en la Antártida. Todas son depredadoras, generalmente solitarias, de pequeños animales. Tienen glándulas venenosas en los quelíceros, con las que paralizan a sus presas. 

Es asombrosa la capacidad que tienen rañas de tejer telarañas, que usan para atrapar sus presas, hacer puertas para las madrigueras en el suelo, trasladarse ayudadas por el viento, hacer capullos con sus huevos, e incluso la utilizan para el cortejo; los machos de algunas especies presentan
a las hembras moscas envueltas en telarañas. Otras especies, cazadoras submarinas, usan una telaraña para cubrirse con una burbuja de aire para poder respirar bajo el agua.
Una telaraña es asombrosa. Su estructura es muy eficiente. El hilo de una araña puede llegar a ser cinco veces más resistente que un filamento de acero de igual grosor. Se ha sugerido incluso que si se tuviera un hilo de araña del grueso de un lápiz, podría llegar a detener un avión Boeing 747 en pleno vuelo. Además, el hilo de una araña se puede estirar hasta el 30 por ciento más de su largo original sin romperse.

Por todo esto podemos decir que la tela de una araña es uno de los materiales más resistentes que se conocen en el mundo. Se han estado haciendo esfuerzos para crear materiales artificiales semejantes. La seda producida por una araña es un ejemplo asombroso de lo que la vida ha llegado a producir, y que la tecnología de materiales sintéticos aún no ha llegado a imitar.
¿Pero de que están hechas las telarañas? La tela de una araña está compuesta de proteínas. Una proteína es un compuesto bastante complejo de aminoácidos. A su vez, un aminoácido es una molécula grande compuesta por un grupo amino (nitrógeno e hidrógeno), y un grupo ácido llamado carboxilo (carbono, hidrógeno y oxígeno). Los aminoácidos forman las proteínas, que son como bloques con los que se construyen los seres vivos. El cuerpo humano, por ejemplo, está compuesto en un 20% de proteínas.
En el caso de las telarañas, los aminoácidos principales con la glicina y la alanina. La araña los produce por medio de unas glándulas llamadas “hilanderas” en la parte posterior de su abdómen. Estas glándulas unen las proteínas para crear una seda flexible y resistente. Cuando a esta seda
se añade una substancia pegajosa, el resultado es una trampa muy eficiente.

Las telarañas que a veces vemos en jardines y en garajes están hechas de varios tipos de seda, pero la seda pegajosa y la seda del hilo de seguridad de la araña, conocida también como "seda Dragline", son las más críticas para la integridad de la telaraña. La seda pegajosa es, además de lo que su nombre indica, elástica y húmeda, y es la seda que forma anillos concéntricos en la telaraña. Su función principal es capturar a las presas. La seda Dragline es dura y seca, y es la usada para los filamentos radiales que proporcionan soporte estructural. La seda Dragline es crucial para el comportamiento mecánico de la telaraña.
Algunos de los trabajos anteriores de Markus Buehler, profesor de ingeniería civil y medioambiental en el MIT, ya habían mostrado que la seda Dragline se compone de un conjunto de proteínas de estructura molecular única que le confiere una fortaleza y una flexibilidad asombrosas.

En el nuevo estudio, el equipo de Buehler, Anna Tarakanova y Steven Cranford ha confirmado algo obvio: Cuando es perturbada alguna de sus partes, la telaraña completa reacciona. Esa sensibilidad es lo que indica a la araña que debe acudir a ocuparse de un insecto atrapado. Sin embargo, los filamentos radiales y los espirales desempeñan funciones distintas con respecto a la atenuación del movimiento, y cuando las presiones del entorno son particularmente duras, son sacrificados para que el resto de la telaraña pueda conservarse en condiciones aceptables.

La organización de una telaraña hace posible sacrificar áreas locales de modo que una determinada rotura no impida que la telaraña siga siendo operativa, aunque con una menor capacidad. Ésta es una estrategia inteligente cuando la alternativa es tener que tejer una telaraña completamente nueva. Los ingenieros pueden aprender de la naturaleza y adaptar las estrategias de diseño que sean las más apropiadas para aplicaciones específicas.

ADEMÁS SABIAS QUE... 


Las arañas se comen su propia telaraña y la reciclan para usarla después.

Es ahí de donde viene la genialidad del reciclaje de las arañas. Cuando la tejedora desmonta una telaraña vieja, literalmente se está comiendo la seda. Las proteínas de la seda nunca pueden ser desperdiciadas, van desde el sistema digestivo de la araña hacia las glándulas que preparan la seda para ser convertido en una nueva web. Para que incluso si la araña se pierde un par de comidas, todavía puede hilar un par de telas más. Esto es gracias al programa de reciclado eficiente que permite a las arañas conservar las proteínas por el consumo de las telas antiguas.