Así se ve el Trichoplax adhaerens bajo el microscopio. Créditos: Stanford University.

El mar es un ecosistema que no deja de sorprender a los científicos; hace unos ocho años, un equipo de científicos tomó la decisión de analizar la biología de una extraña criatura marina llamada Trichoplax adhaerens, o Tplax. Este animal tiene una forma plana y, lo más llamativo del caso es que, a pesar de no tener músculos ni neuronas, tiene la capacidad de moverse y navegar en su entorno.

Al respecto, los investigadores acaban de descubrir el mecanismo que le permite a esta criatura moverse sin dificultades; además, los sorprendentes hallazgos podrían ayudar en el desarrollo de materiales flexibles y resistentes que modulen las propiedades físicas de este animal.

¿Cómo puede moverse una creatura a pesar de no tener músculos ni neuronas?

Tal como se comentó anteriormente, el Tplax es una extraña criatura marina que, a pesar de carecer de músculos y neuronas, tiene la posibilidad de desplazarse por su entorno. Esto lo logra gracias a una serie de contracciones violentas y a gran velocidad, que se producen en dos capas de su organismo que se asemejan a la piel de otros seres vivos.

En particular, estas contracciones tienen la fuerza suficiente como para que estos tejidos, en apariencia delgados, se desgarren; sin embargo, esto no ocurre, sino que, mientras el animal permanece intacto, tiene la posibilidad de moverse y cazar sin ninguna dificultad.

El descubrimiento estuvo a cargo de Manu Prakash, quien se desempeña como Profesor Asociado de Bioingeniería en la Universidad de Stanford; así, tras ocho años estudiando esta criatura, Prakash y su equipo, pudieron develar los misteriosos mecanismos biológicos que favorecen el desplazamiento del Tplax.

En un principio, los investigadores tuvieron dificultades para estudiar los misteriosos movimientos de este animal; sin embargo, tras observarlo bajo el microscopio, descubrieron que una serie de explosiones de contracciones celulares, similares a los fuegos artificiales, le permitían desplazarse por su entorno.

Específicamente, las contracciones fueron observadas en las células epiteliales del Tplax, una capa de tejido que representa el equivalente a la piel. Si bien se sabía que estas células tienen la capacidad de contraerse, especialmente en los embriones, se observó que las contracciones en esta criatura eran 10 veces más rápidas que cualquier contracción de este tipo de tejidos que haya sido registrada.

El Tplax podría inspirar el desarrollo de nuevos materiales

Los mecanismos biológicos del Tplax podrían inspirar el diseño de nuevos materiales.

Al detallar la biología de este misterioso animal, se observó que las contracciones ocurrían con una violencia tal, que cualquier otro tejido orgánico tan delgado como el de esta criatura, cuyo grosor alcanza tan solo 25 micrones, es decir, el equivalente al 25% del grosor de una hoja de papel, quedaría destruido en segundos. Al estudiar el proceso, se descubrió que el Tplax mantenía su integridad gracias a un mecanismo denominado cohesión activa.

En la mayoría de los tejidos conocidos, la fuerza de estas contracciones celulares, en conjunto con la relajación posterior, causaría desgarros; no obstante, las células involucradas en el movimiento del Tplax permiten una distribución eficiente del estrés, evitando daños. Se trata entonces, del descubrimiento de células epiteliales contráctiles ultrarrápidas que le permiten a esta criatura coordinar sus movimientos y su actividad celular.

Al respecto, los investigadores plantean que el secreto para que esto sea posible yace en la geometría particular de las estructuras epiteliales de este animal; en concreto, está compuesto por células en forma de T cuya lámina superior es sumamente delgada y, al mismo tiempo, tienen un núcleo colgante en la parte inferior, por lo que las células se ajustan lado a lado, tal como si fuesen una sola capa de bloques.

Finalmente, los investigadores plantean que este mecanismo podría utilizarse para el diseño de un material denominado sólido activo; específicamente, se trataría del desarrollo de materiales que funcionen sobre la base del proceso de cohesión activa, dándoles flexibilidad y resistencia al mismo tiempo.

Referencia: Ultrafast epithelial contractions provide insights into contraction speed limits and tissue integrity, (2018). https://doi.org/10.1073/pnas.1802934115

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