Los ciempiés no solo caminan por tierra sino que también nadan en el agua.
Investigadores de la Universidad de Tohoku, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, la Universidad de Ottawa y la Universidad de Hokkaido con el apoyo del Programa de Ciencia de la Frontera Humana han descifrado, por primera vez, el mecanismo de control motor flexible subyacente a la locomoción anfibia, o lacapacidad de caminar en tierra y nadar en el agua, en ciempiés.
Los animales se mueven de forma adaptativa en diversos entornos coordinando de manera flexible su cuerpo y extremidades. En particular, los animales anfibios, como las salamandras y ciertos peces, poseen una adaptabilidad sobresaliente: pueden moverse entre sustratos cualitativamente diferentes, es decir, tierra y agua, cambiando de forma flexiblesus patrones de coordinación corporal en tiempo real. Los mecanismos esenciales que subyacen en la forma en que los animales anfibios coordinan su cuerpo y sus apéndices durante la locomoción adaptativa han sido esquivos durante mucho tiempo.
Para abordar este problema, los investigadores dirigidos por el profesor Akio Ishiguro del Instituto de Investigación de Comunicación Eléctrica de la Universidad de Tohoku, se centraron en una especie de ciempiés, llamada Scolopendra subspinipes mutilans. Este ciempiés camina sobre la tierra coordinando sus muchas patas, pero cuando se poneen el agua, dobla las piernas y nada doblando el tronco del cuerpo de forma similar a una anguila.La estructura corporal homogénea y segmentada del ciempiés facilita la visualización de los cambios de comportamiento a medida que cruza entre ambientes terrestres y acuáticos, lo que lo convierte en un excelente modelo animal.
Los investigadores observaron animales transectos intactos y nerviosos en transición entre caminar y nadar e hipotetizaron que las interacciones entre el sistema nervioso central, el sistema nervioso periférico, el cuerpo y el medio ambiente pueden explicar las transiciones de la marcha. En particular, plantearon la hipótesis de que caminar o nadar son señalesgenerados en el cerebro se envían posteriormente a través de redes neuronales distribuidas que pertenecen al sistema nervioso central y ubicadas a lo largo del cuerpo; estas señales cerebrales pueden ser anuladas por las señales sensoriales que siente el sistema nervioso periférico de las piernas cuando tocan el suelo al caminar.Los investigadores describieron este mecanismo de señales múltiples matemáticamente y reprodujeron el comportamiento de los ciempiés en diferentes situaciones a través de simulaciones por computadora.
Los investigadores esperan que este hallazgo proporcione información sobre el mecanismo esencial que subyace a la locomoción adaptativa y versátil de los animales. También ayudará a desarrollar robots que puedan moverse en diversos entornos al cambiar de manera flexible los patrones de coordinación corporal.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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