¿De qué están hechas las telas de araña?
Por: Ruth Lelyen
Las telas de arañas son grandes trampas donde pueden quedar atrapados múltiples insectos que les sirven de alimento. La fortaleza de estas redes es bien conocida y reside en su textura. Valdría la pena conocer cuál es la constitución de los hilos de telaraña, que las hace tan mortales para sus presas.
Para nuestra perplejidad debemos saber que las telas de araña están hechas de la fibra más resistente que el hombre conoce en la naturaleza: la seda especial de araña. Es 4 veces más fuerte que el acero y también más fuerte y flexible que el Kevlar, el material que se usa para construir chalecos antibalas. La seda más fuerte de todas la produce la llamada araña dorada.
Las arañas producen esta seda en unas glándulas que tienen en sus abdómenes, se componen fundamentalmente de fibras proteicas y sericina. Los científicos no están seguros del todo de cómo se construye esta seda, pues sus hilos son muy finos; pero sí se tiene información sobre las moléculas de la proteína presente en la seda. Los filamentos son microscópicos y forman miles y miles de cadenas.
Ha sido muy difícil para los seres humanos copiar estas estructuras debido a su tamaño y a que el mecanismo de creación es muy complejo. Sin embargo, recientemente se han podido generar por vez primera fibras de tela de araña auto-ensambladas bajo condiciones de laboratorio y fuera del cuerpo de los arácnidos. Al parecer este nuevo tipo de hilo será utilizado para fabricar chalecos antibalas, hilo quirúrgico, micro-conductores, fibras ópticas, cañas de pescar y atuendos.
El lado bueno de las arañas
Amedrentan a los seres humanos, son protagonistas de películas de terror y su picadura puede causar la muerte. Pero las arañas también tienen su lado bueno: según un grupo de científicos, sus telarañas podrían servir para elaborar una serie de nuevos materiales para usos médicos, industriales y militares, tales como micro suturas quirúrgicas, cuerdas especiales o ropa blindada extremadamente ligera.
Están presentes en todo el planeta, desde los áridos desiertos hasta las regiones polares, y pese a que forman un grupo diferente a la "clase insectos", ya que, entre otras cosas, poseen ocho patas, se las incluye en esa categoría y se les asocia con ellos.
Son importantísimas en los diferentes ecosistemas, debido a que son "consumidores secundarios", lo que significa que se alimentan de otros animales, fundamentalmente insectos, controlando sus poblaciones... Son ellas... ¡las arañas!.
¿Te desagradan? ¿Te dan susto? ¿te provocan rechazo? Mucha gente sufre de araneofobia (o aracnofobia), es decir, un rechazo natural hacia estos "bichos". Esto, pese a que tan sólo el 0,05 % de las 35.000 especies de arañas más conocidas en el mundo tienen una ponzoña que puede resultar peligrosa para el ser humano.
Pero recientemente se ha descubierto otro argumento, que eleva los bonos a favor de las arañas: las telarañas podrían servir para elaborar una serie de nuevos materiales para usos médicos, industriales y militares, tales como micro suturas quirúrgicas, cuerdas especiales o ropa blindada extremadamente ligera.
Sucede que durante mucho tiempo los científicos han estado intentando descubrir las cualidades de la seda con que las arañas tejen sus telas, y recientemente un grupo de biólogos en Estados Unidos aseguraron que dieron con el secreto de la composición genética de este material. Se trata de la "receta" de la seda que la viuda negra - una de las más resistentes del mundo arácnido - utiliza para tejer su telaraña.
Concretamente, los investigadores de la Universidad de California en Riverside identificaron los genes y determinaron las secuencias de ADN de dos proteínas claves de la llamada seda "Dragline" de la viuda negra. Se logró identificar los genes que codifican las proteínas MaSp1 y MaSp2, y se pudo así determinar la secuencia completa del ADN de estos genes.
Más sobre las telas de araña
- Las arañas tejen sus telas para atrapar a sus presas, hacer puertas para las madrigueras en el suelo, trasladarse ayudadas por el viento, hacer capullos con sus huevos e, incluso, para el cortejo.
- Los machos de algunas especies presentan a las hembras moscas envueltas en telarañas para cortejarlas.
- Las especies cazadoras submarinas utilizan las telarañas para cubrirse con una burbuja de aire para poder respirar bajo el agua.
- Las arañas no producen solamente un tipo de tela. Fabrican ¡siete tipos diferentes!.
- Por lo general, utilizan uno para envolver a sus presas una vez capturadas, otro para tejer un capullo para sus huevos, y cinco tipos para la construcción de las telarañas y otras estructuras, como el caso de las arañas subterráneas, que excavan un hoyo en el suelo y fabrican una trampa o puerta con tierra y seda.
- Cada tipo de hilo se produce en hilanderas diferentes, y está compuesto de diversas proteínas.
Sucede que para hacer sus redes, las arañas producen hasta siete tipos distintos de seda (ver recuadro), y la telaraña de la viuda negra está hecha principalmente de un tipo de seda llamada "Dragline", la cual es utilizada por este insecto como base estructural de su telaraña y para apoyar el peso de su cuerpo cuando se mueve por la tela.
Este tipo de seda es conocida por sus extraordinarias propiedades de fuerza y flexibilidad. Es una combinación que permite a la seda absorber enormes cantidades de energía, y es por eso que su estructura y formación han sido durante mucho tiempo de enorme interés para los científicos.
Y es que con la nueva información genética podría ser posible producir sintéticamente las proteínas de la seda y crear fibras que tengan las mismas propiedades asombrosas de la tela de la viuda negra.
Cuando las arañas fabrican su seda Dragline, las glándulas del arácnido secretan una sustancias pegajosa y espesa formada de las proteínas que necesita para el material.
Ese material es transportado hacia la hilera - los apéndices que tienen las arañas cuya función es dar soporte a las glándulas productoras de la seda - por medio de un conducto donde las proteínas interactúan para formar las hebras de seda.
Ahora que el mapa genético de la tela ha sido identificado sería posible producir sintéticamente las proteínas, insertando las secuencias genéticas en organismos huéspedes, como bacterias, plantas o animales.
El próximo paso de los científicos será introducir las proteínas a fibras de seda que tengan las mismas propiedades que las telas de araña.
Hilo para suturas
Hace más o menos dos años, dos estudiantes universitarias de la Universidad de Veracruz, al este de México, de las facultades de Ingeniería Ambiental e Ingeniería Química, llegaron a la conclusión de que la tela de araña podría servir para elaborar hilo para suturas. Esto, luego de estudiar las propiedades de la tela producida por la araña "Nephila maculata", que existe en las inmediaciones de Coatepec, en el centro del estado.
El trabajo de campo se realizó exactamente en las localidades de Mahuixtlán, donde la especie Nephila Maculata es abundante. De hecho, en algunas zonas, de esta especie hay en promedio ¡tres arañas por metro cuadrado!.
Las científicas se dieron cuenta que en la región la gente utiliza la tela de araña como remedio para algunas heridas, ya que les coagula la hemorragia y les cicatriza las heridas, cerrándolas por completo.
Lo anterior, debido a la resistencia y condición antimicrobiana que poseen las telarañas. Por lo mismo, la tela impide que sobre ella se asienten microbios, y así pueden ser utilizadas en operaciones quirúrgicas. También es muy elástica y no se disuelve con el alcohol.
Las científicas tambien se percataron de que es viable hacer cultivos de tela de araña en laboratorios para ser usada con propósitos terapéuticos. Se hicieron pruebas microbiológicas y fisioquímicas con carbohidratos, proteínas y lípidos sobre los tejidos, con lo cual se comprobó su tensión y solubilidad.
¿De qué están hechas las telarañas?
Favoritas de pesadillas, películas de terror, series de misterio, casos de envenenamiento y toda suerte de horrores, las arañas tienen, definitivamente, mala fama.
Pero no toda esta fama es merecida. Es cierto que por lo general son carnívoras y se alimentan de presas vivas, las que logran atrapar con sus redes. ¡Pero tampoco son tan malas!. Hay más de 34 mil especies de arañas, las que pueden medir entre 1 y 9 centímetros de largo. En general tienen 4 pares de ojos y ocho patas y producen seda, las que tejen en torno a ellas para cazar insectos.
Todas las arañas, salvo las de la familia Uloboridae, son venenosas. Son más venenosas las arañas que "cazan" activamente, mientras que las que esperan a sus presas al acecho o las atrapan por medio de una red son menos peligrosas.
Casi siempre tienen glándulas para inyectar veneno, pero sólo en algunos casos (0,05 %) su picadura es peligrosa para el ser humano. De hecho, sólo la viuda negra en algunas ocasiones, la Araña de Rincón y la Tela de embudo más frecuentemente, pueden resultar peligrosas.
Cuando pican, inyectan un veneno que permite inmovilizar a la presa o bien ayudan a la "digestión externa" de la presa, de modo que la araña absorbe la papilla resultante. Algunas arañas migalomorfas (tarántulas americanas) tienen además pelos urticantes, los que producen irritación cuando se tocan y pueden dañar áreas delicadas, como los ojos.
La tela de una araña está compuesta principalmente de proteínas, es decir, de aminoácidos (que forman dichas proteínas). En el caso de las telarañas, los aminoácidos principales son la glicina y la alanina. La araña los produce por medio de unas glándulas llamadas "hilanderas", en la parte posterior de su abdómen.
Estas glándulas unen las proteínas para crear una seda flexible y resistente. Cuando a esta seda se añade una sustancia pegajosa, el resultado es una "trampa" muy eficiente.
El hilo de una araña puede llegar a ser cinco veces más resistente que un filamento de acero de igual grosor. Incluso se ha dicho que si se tuviera un hilo de araña del grueso de un lápiz, ¡podría llegar a detener un avión Boeing 747 en pleno vuelo!.
Además, el hilo de una araña se puede estirar hasta el 30 por ciento más de su largo original sin romperse. Por lo mismo, está más que comprobado que las telas de araña son unos de los materiales más resistentes que se conocen.
¿Cómo "vuelan" las arañas?
¿Te has preguntado alguna vez cómo las arañas recorren cientos de kilómetros para colonizar islas, colgadas solamente de las fibras de seda que arrojan al aire?... La misma interrogante se plantearon los científicos del Rothamsted Research (Reino Unido) quienes, dirigidos por Dave Bohan, pudieron profundizar en el conocimiento del desplazamiento aéreo de estos insectos, algo que ha intrigado a los investigadores ¡durante siglos!.
Y es que las arañas siempre han sido interesantes desde un punto de vista aplicado, porque son las mayores predadoras en zonas de agricultura, y si se pude entender cómo y por qué se mueven de un lugar a otro, tal vez se puedan utilizar como agentes de control biológico para controlar pestes y plagas.
Lo anterior, debido a que, como son depredadoras de insectos, pueden aliviar la necesidad de rociar grandes cantidades de pesticida si llegan en el momento adecuado.
Los científicos estudiaron este fenómeno - conocido como "viaje en globo" - a partir de un nuevo modelo, ya que los estudios existentes hasta ahora sólo explicaban el viaje por aire de las arañas hasta 200 metros, pero no cientos de kilómetros.
Por 20 años, la mejor descripción matemática de este viaje ha sido el llamado modelo Humphrey. Pero el equipo de Rothamsted ya había advertido que no explicaba adecuadamente algunos de los rasgos del vuelo de las arañas, especialmente en flujos de aire en movimiento.
En sus estudios con el nuevo modelo, los investigadores encontraron que la seda de las arañas se adapta a los remolinos de la circulación de viento, lo que las impulsa a grandes distancias.
El nuevo modelo matemático mostró cómo el aire turbulento puede impulsar a estas criaturas mucho más lejos; incluso a cientos de kilómetros mar adentro.
La mayoría de las arañas pequeñas que buscan un nuevo territorio - o una pareja - arrojan seda al aire y se "lanzan en paracaídas" a un nuevo lugar. El otoño y la primavera suelen ser los períodos en que es más frecuente esta actividad.
Sus viajes pueden sólo llevarlas al otro lado de un campo, pero ocasionalmente pueden cubrir enormes distancias.
En los experimentos, los científicos asumieron que la seda de araña era sólida y con forma de vara, y consideraron a las arañas como gotas colgando en su base.
El estudio de la flexibilidad de la línea que las arañas arrojan hacia la brisa ha mostrado cómo puede contornearse y girar con la turbulencia, afectando sus propiedades aerodinámicas y llevando a su "tripulante" hacia distancias impredecibles.
Como ves, la telas de las arañas son tan útiles para estos insectos, como lo podrían ser en un futuro para los seres humanos.