Cualquiera que haya sufrido la amarga y dolorosa experiencia de acercarse demasiado a un cactus cholla saltador sabe que se trata de una vivencia dolorosa y difícil de resolver, ya que las espinas son particularmente difíciles de remover.

Las espinas de los cactus han evolucionado para cumplir una serie de funciones que incluyen defensa, escalada y dispersión, pero algunas son mucho más difíciles de remover que otras. Una reciente investigación han descubierto por qué.

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Examinando espinas

Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois realizó un estudio en el que pusieron a prueba las espinas de seis especies de cactus para ver cómo su estructura afecta su función, incluida su capacidad para penetrar la piel de los animales.

Después de que las púas se despliegan dentro del tejido, la extracción va contra la estructura de superposición de capas, lo que dificulta su remoción.

Los resultados revelan que los rasgos microestructurales que mejoran la capacidad de la espina para perforar la carne, también aumentan el nivel de dificultad requerido para removerla.

Para el estudio, los investigadores recolectaron espinas de seis especies de cactus comunes, incluyendo cactus rosa (Pereskia grandifolia), saguaro argentino (Echinopsis terscheckii) y el cactus de barril dorado (Echinocactus grusonii), especies que tienen espinas sin barbar.

Adicionalmente la pera espinosa quebradiza (Opuntia fragilis), nopal de la llanura (Opuntia polyacantha) y la cholla saltadora (Cylindropuntia fulgida), especies con espinas de púas.

Después de examinar las espinas de cada planta con un microscopio electrónico de barrido y determinar su estructura, los investigadores realizaron pruebas para medir la cantidad de fuerza requerida para perforar el material objetivo, y cuánto presionó la espina en la superficie del material antes de penetrar.

Los investigadores probaron las espinas en pechugas de pollo sin piel, carne de cerdo con la piel y una serie de gomas con densidades variables.

Entrada y salida

Los resultados revelaron que las espinas variaron en sus habilidades de perforación, evidenciando que las espinas de púas requirieron mucha menos fuerza para perforar las diferentes superficies que las espinas sin púas.

Las muy similares espina de puercoespín (arriba) y espina cactus challo saltador (abajo) están cubiertas de púas superpuestas y orientadas hacia atrás que sirven para dos propósitos: ayudar a la penetración y dificultar la extracción.

En cuanto a la remoción, los investigadores encontraron que después de que las púas se despliegan dentro del tejido, la extracción va contra la estructura de superposición de capas de púas de la espina, lo que dificulta exponencialmente su substracción, y cuanto más fibroso es el tejido, más difícil es de extraer.

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Cuando fueron extraídas de las pechugas de pollo, las espinas de púas salieron con una capa de tejido. En contraste, salieron limpias de las muestras de carne de cerdo, pero faltaron algunas de sus púas, que los investigadores suponen permanecieron en la carne.

Los investigadores explican que las espinas de púas no son exclusivas de los cactus; los puercoespines, por ejemplo, tienen espinas de púas, lo que demuestra que en ambos sus espinas evolucionaron de un modo bastante similar, un aspecto que llama la atención de los biólogos evolutivos, ya que se trata de dos especies muy distintas de reinos diferentes.

Referencia: The influence of cactus spine surface structure on puncture performance and anchoring ability is tuned for ecology. Proceedings of the Royal Society B, 2018. https://doi.org/10.1098/rspb.2018.2280

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