El asombroso comportamiento colectivo de unos gusanos

Redacción

Individualmente, los gusanos acuáticos de la especie Lumbriculus variegatus llevan una vida anodina comiendo microorganismos en los estanques y sirviendo de alimento a peces tropicales en acuarios. Pero juntos, decenas, cientos o miles de estas criaturas de un centímetro de largo pueden colaborar para formar algo que parece comportarse como un gran organismo colectivo.

Mientras que otros animales forman bandadas, cardúmenes o enjambres con fines de apareamiento, depredación y protección, los gusanos Lumbriculus variegatus son inusuales por su capacidad de sujetarse unos a otros, como cabellos en una trenza, para realizar tareas que ningún individuo por separado podría hacer.

Un nuevo estudio realizado por Saad Bhamla, Daniel I. Goldman y Yasemin Ozkan-Aydin, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en Estados Unidos, ha permitido averiguar por qué los gusanos se autoorganizan para actuar como “materia enredada activa” con comportamientos colectivos sorprendentemente complejos.

El estudio, que ha contado con el respaldo de la Oficina de Investigación del Ejército Estadounidense y la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, se ha publicado en la revista académica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), con el título “Collective dynamics in entangled worm and robot blobs”.

Los autores del estudio decidieron emprenderlo al sentirse intrigados por el motivo que llevaba a grupos de gusanos de esa especie a formar esas estructuras colectivas.

Por lo que se sabe, la cantidad de gusanos que puede conformar una estructura de este tipo es de entre 10 y unos 50.000.

A través de modelos matemáticos y experimentos biológicos, los autores del nuevo estudio han averiguado que formar una estructura colectiva permite a los gusanos sobrevivir más tiempo a la desecación. Bhamla y sus colegas también han mostrado que las estructuras pueden desplazarse, con todos sus gusanos moviéndose juntos, un comportamiento colectivo que no realiza ningún otro organismo de tamaño macroscópico del que los investigadores tengan noticia.

Este comportamiento colectivo de un sistema vivo es de interés para los investigadores que exploran formas de aplicar los principios de los sistemas vivos a sistemas artificiales, como enjambres de robots, en los que los robots individuales también deben trabajar juntos para generar comportamientos complejos.

En los experimentos de conducta, se colocó a gusanos Lumbriculus variegatus fuera del agua y se observó su comportamiento. Primero, empezaron a buscar agua individualmente. Cuando esa búsqueda fracasó, formaron una estructura colectiva en forma de bola en la que los individuos se turnaban en la superficie exterior expuesta al aire donde se producía la evaporación, comportamiento que reduce el efecto de la evaporación en el colectivo. Los gusanos en una de esas estructuras sobrevivían fuera del agua 10 veces más tiempo que los gusanos individuales por separado.

También se observó cómo las estructuras hechas de gusanos respondían tanto a los gradientes de temperatura como a la luz intensa. Los gusanos necesitan un rango específico de temperaturas para sobrevivir y no les gusta la luz intensa. Cuando se colocaba una estructura de gusanos en una superficie calentada, la estructura se alejaba lenta pero sistemáticamente de la parte más caliente del plato y se dirigía hacia la parte más fría. Además, bajo una luz intensa los gusanos conformaban estructuras más tupidas. Los gusanos aaparentemente se reparten las tareas necesarias para generar movimiento colectivo, ya que en los experimentos se vio que algunos individuos tiraban de la estructura mientras que otros ayudaban a elevar las partes en contacto con la superficie a fin de reducir la fricción.

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