El secreto de la criatura capaz de estirarse hasta 30 veces la longitud de su cuerpo

Ciertos protistas unicelulares son bien conocidos por su capacidad para realizar cambios morfológicos dinámicos en tiempo real, incluidas grandes transformaciones en la arquitectura celular. Estos organismos pueden soportan grandes tensiones mecánicas y enormes velocidades de tensionado para lograr estas hazañas.

Uno de estos protistas unicelulares, Lacrymaria olor, extiende una protuberancia similar a un cuello para atrapar presas a distancia. Este depredador que mide tan solo 40 micrones en reposo es capaz de estirar repetidamente esta protuberancia hasta alcanzar los 1200 micrones en menos de 30 segundos y, posteriormente, retraerla con la misma rapidez.

Hasta ahora, los mecanismos subyacentes que producen la extrema hiperextensibilidad de L. olor han sido desconocidos.

Para observar estos mecanismos a nivel subcelular, Eliott Flaum y Manu Prakash, ambos de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, utilizaron una combinación de imágenes en vivo, microscopía confocal y microscopía electrónica de transmisión.

Descubrieron que un citoesqueleto cortical en capas y una arquitectura de membrana similar al origami (papiroflexia) permiten la rápida extensión y contracción de L. olor.

Lo descubierto revela también que la membrana celular se retrae en 15 pliegues contiguos que, juntos, forman un origami de pliegue curvo que puede desenrollarse secuencialmente para lograr hiperextensiones rápidas y repetibles del cuello.

Este intrincado esquema de plegado se desarrolla sobre una estructura helicoidal de filamentos de microtúbulos que guía los pliegues de la membrana para asegurar un despliegue y repliegue rápido y eficiente durante los cambios de forma.

Ejemplo de la asombrosa capacidad del protista unicelular Lacrymaria olor. (Foto: Prakash Lab / Andrew Myers)

Para comprender mejor la dinámica involucrada, Flaum y Prakash desarrollaron un modelo mecánico de papel que imita la arquitectura de origami de pliegue curvo de L. olor.

Estos hallazgos no solo explican la capacidad extrema de L. olor para cambiar de forma, sino que también tienen el potencial de inspirar innovaciones en la ingeniería de materiales blandos o en el diseño de sistemas robóticos.

El estudio se titula “Curved crease origami and topological singularities enable hyperextensibility of L. olor“. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: AAAS)