Las cigarras son conocidas por surgir en miles de millones. Estos grupos charlan tan fuerte que los cables de fibra óptica pueden captar el ruido. Sin embargo, la forma en que orinan también está causando sensación este año. En lugar de orinar en pequeñas gotas que arrojan de sus traseros como otros insectos y organismos pequeños, las cigarras orinan en chorros de alta velocidad, más similares a los grandes mamíferos. Este hábito urinario único se detalla en un estudio publicado el 11 de marzo en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Si bien los insectos son un grupo ruidoso, las cigarras no siempre son tan fáciles de detectar entre los árboles. Durante un viaje de investigación en Perú, un equipo de científicos tuvo suerte y encontró múltiples cigarras orinando en los árboles. A partir de este encuentro, el equipo pudo refutar dos creencias principales sobre la orina de los insectos.
Gotas versus chorros
Los insectos que generalmente comer savia de xilema de los árboles y orinar en gotitas ya que utiliza menos energía para excretar la savia. Sin embargo, las cigarras comen tanta savia que tirar cada gota individualmente sería demasiado agotador. Usar tanta energía para desechar las gotas de orina significaría que necesitarían comer aún más savia de los árboles.
“Orinar en chorros permite a las cigarras generar un gran volumen de excreción líquida”, coautor del estudio y bioingeniero/biofísico Elio Challita dice ciencia pop. “Esto es fundamental porque estos insectos deben ingerir una cantidad sustancial de savia de xilema diariamente. Por eso también necesitan excretar grandes volúmenes”. Challita completó su trabajo en este estudio mientras trabajaba con Laboratorio Bhamla de Georgia Tech y actualmente es investigador postdoctoral en la Universidad de Harvard.
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Ahorrar energía
También se espera que los animales más pequeños orinen de esta manera, ya que se considera que su orificio es demasiado pequeño para liberar algo más espeso que una gota. Las cigarras son en el tamaño más grande para insectos y puede tener un envergadura cercana a la de algunos colibríes. En el caso de las cigarras, parece que orinar en chorros utiliza menos energía que tirar las gotas de orina. Los científicos creían anteriormente que si un animal pequeño como un insecto quiere expulsar chorros de líquido, sería un desafío para ellos, ya que requeriría energía para expulsar el líquido a alta velocidad y sus cuerpos no son lo suficientemente grandes. Los animales más grandes pueden utilizar la gravedad y la inercia para ayudarles a orinar mientras ahorran energía. El equipo cree que el ahorro de energía y el mayor tamaño de la cigarra les permiten orinar más como un animal grande.
“La mayor sorpresa fue descubrir que las cigarras pueden orinar en chorros, a pesar de ser pequeños insectos con limitaciones energéticas debido a su dieta deficiente en nutrientes”, dice Challita. “Esto va en contra de la creencia popular de que los animales pequeños, especialmente los que pesan menos de un kilogramo, [2.2. pounds]no puedo orinar en aviones”.
‘Espere orinar mucho’
Estudiar cómo orinan las cigarras ofrece una nueva comprensión de la dinámica de fluidos en todo, desde Desde insectos hasta grandes mamíferos, incluidos los elefantes.. Según Challita y el equipo, estudiar todas las diferentes formas en que los animales excretan líquido tiene aplicaciones potenciales en otras áreas, incluyendo Robótica blanda, fabricación aditiva y sistemas de administración de fármacos.. Dado que las cigarras son ahora los animales más pequeños conocidos para crear chorros de alta velocidad, podrían informar cómo fabricar chorros en pequeños robots o boquillas.
A partir de abril dos crías de cigarras, una en el medio oeste de los Estados Unidos y otra en el sur, surgirán simultáneamente. Hay un pequeña área de superposición en Illinois y estas crías sólo emergen al mismo tiempo una vez cada 221 años. Antes de la “emergencia dual”, actualmente no se sabe qué tipo de impacto tendrá su orina en el ecosistema. Pero podría ser grande.
“Este año surgirán miles de millones de cigarras, ¡así que esperen orinar mucho! Más importante aún, no entendemos las implicaciones ecológicas para la flora y la fauna circundantes”, afirma Challita.
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La investigación también destaca por qué es importante estudiar algunos de los aspectos más mundanos y cotidianos de la biología animal.
“Al investigar estos procesos, podemos descubrir adaptaciones fascinantes y obtener información sobre cómo los animales interactúan con su entorno”, dice Challita. “También es un recordatorio de que todavía hay mucho por descubrir sobre el mundo natural, incluso en los lugares más inesperados, como el pis de cigarra”.