Las antenas de los mosquitos podrían avisarnos de terremotos y tsunamis
Las antenas de los mosquitos podrían ser clave para detectar catástrofes naturales. Científicos replican su sensibilidad acústica para mejorar las labores de rescate.
Por Enrique Coperías
El profesor de la Universidad de Purdue, Pablo Zavattieri, sostiene una cabeza de mosquito impresa en 3D. Su equipo está recreando las antenas de los mosquitos para estudiar mejor su sensibilidad a las vibraciones, lo que puede mejorar la forma en que se monitorean y detectan los desastres naturales. Cortesía: Purdue University / Drew Stone
Una de las criaturas más desagradables de la naturaleza, por su impacto en nuestra salud, podría suponer un gran avance en la respuesta a las catástrofes naturales.
Un equipo multidisciplinar de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, está recreando las antenas de los mosquitos para estudiar mejor su sensibilidad a las vibraciones. Si la investigación resulta fructífera, podría mejorar la vigilancia y detección de catástrofes naturales, como terremotos y tsunamis.
Los grupos de investigación dirigidos por los profesores Pablo Zavattieri y Ximena Bernal de la Universidad de Purdue son los protagonistas de este prometedor trabajo, que aparece publicado en la revista Acta Biomaterialia.
Con las antenas puestas
«Aún estamos en las primeras fases, pero somos bastante optimistas y creemos que al menos aprenderemos mucho —afirma Zavattieri, catedrático de Ingeniería Civil en la Facultad de Ingeniería, en una nota de prensa de la universidad. Y añade—: Una característica esencial de la ingeniería desde sus inicios ha sido inspirarse en la naturaleza y utilizarla para avanzar en la investigación científica».
A pesar de carecer de oídos tradicionales, los mosquitos recurren a sus antenas para navegar por el paisaje auditivo, localizando sonidos cruciales en medio del ruido de fondo de sus propios aleteos.
Em efecto, las antenas de los mosquitos son estructuras sensoriales altamente especializadas que desempeñan un papel crucial en la percepción del entorno. Estos insectos utilizan sus antenas para detectar sonidos y vibraciones, lo que les permite navegar, comunicarse y localizar parejas.
Esta tomografía computarizada muestra con detalle las características estructurales de las antenas de un mosquito macho, que suelen ser más plumosas que las de las hembras. Cortesía: Universidad de Purdue / Phani Saketh Dasika
Una sensibilidad auditiva sofisticada
Sus antenas están formadas por segmentos cubiertos de finos pelos sensoriales que son sensibles a diversas frecuencias acústicas. Los mosquitos machos, por ejemplo, poseen antenas más plumosas que las hembras, lo que les ayuda a detectar el zumbido característico de las alas de las posibles compañeras, fundamental para el apareamiento.
Además, las antenas permiten a estos insectos percibir señales del ambiente clave para su supervivencia, como el sonido de sus depredadores y el movimiento de sus presas. Investigaciones recientes han demostrado que las antenas de los mosquitos son capaces de detectar una gama de frecuencias más amplia de lo que se pensaba, lo que sugiere una sensibilidad auditiva sofisticada.
Esta capacidad de detectar sonidos específicos en medio del ruido de fondo se debe, en parte, a la disposición y morfología de los pelos sensoriales, lo que ha inspirado a científicos a replicar estas estructuras en el desarrollo de sensores acústicos avanzados.
Escaneado 3D de las antenas
Así es. Mediante el análisis de las características de las antenas de los mosquitos, en particular la disposición y la morfología de los pelos sensoriales, Phani Saketh Dasika, doctorando en Ingeniería Civil y de la Construcción e investigador del equipo, afirma que ya han adquirido conocimientos profundos sobre cómo estas adaptaciones mejoran la sensibilidad auditiva y la respuesta selectiva a las señales ambientales.
«Utilizando imágenes micro-TC avanzadas para crear modelos CAD [(Computer-Aided Design o Diseño Asistido por Ordenador, representaciones digitales en 2D o 3D utilizadas para diseñar, analizar y visualizar objetos o estructuras antes de su fabricación o construcción] de alta fidelidad para el análisis de elementos finitos, descubrimos que las características arquitectónicas de las antenas de los mosquitos permiten a estos la detección de objetivos acústicos específicos de especie y sexo, incluso en medio de señales no objetivo, como el batir de sus propias alas», dice Dasika. Y añade—: Nuestros hallazgos también sugieren que las antenas de los mosquitos son capaces de detectar una gama de frecuencias más amplia de lo que se pensaba, aunque no todas ellas pueden ser utilizadas activamente».
Desde paneles insonorizantes hasta auriculares con cancelación de ruido
Los hallazgos del equipo han proporcionado información clave para determinar si las antenas de un mosquito podrían servir de base para el diseño de sensores acústicos.
«Al modelar y contrastar la respuesta de la antena de especies de mosquitos que utilizan el sonido con fines distintos, como oír a sus parejas o escuchar a escondidas a las ranas, hemos podido desentrañar las características que modulan la sensibilidad y la sintonización del oído—explica Bernal, catedrática de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias de Purdue. Y continúa—: Entender cómo funcionan estas estructuras es el primer paso hacia el desarrollo de sensores acústicos inspirados en sus sensibles antenas».
La profesora de la Universidad de Purdue, Ximena Bernal, estudia cómo los enemigos naturales dan forma a los sistemas de comunicación animal, centrándose en los mosquitos que escuchan a escondidas a las ranas. Purdue University / Alisha Willett
En términos de impacto social, los conocimientos sobre las antenas de los mosquitos también podrían servir de base para el desarrollo de materiales inteligentes que supriman el ruido, según Zavattieri. Estos materiales, que podrían incorporar canales microfluídicos o metamateriales sintonizables, podrían utilizarse para crear paneles insonorizantes para edificios, auriculares con cancelación de ruido o incluso dispositivos de camuflaje acústico.
«Imaginemos entornos urbanos equipados con sensores bioinspirados, semejantes a grandes orejas, capaces de discernir sonidos específicos en medio del ajetreo y el bullicio de la vida urbana — dice Zavattieri. Y añade—: En tiempos de crisis, como terremotos u otras catástrofes, estos sensores resultan muy valiosos, ya que detectan con rapidez las débiles señales de socorro y dirigen las labores de rescate a quienes lo necesitan».
Según Zavattieri, el equipo se centra actualmente en recrear las antenas mediante impresión en 3D, utilizando diferentes materiales y en distintos tamaños para las pruebas de frecuencia. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Purdue
Fuente: Adwait A. Trikanad, Phani Saketh Dasika, Hoover Pantoja-Sánchez, Ximena E. Bernal, Pablo D. Zavattieri. Mechanistic insights into mosquito antennal architecture for auditory adaptations. Acta Biomaterialia (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.12.031.
