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Las hormigas son insectos diminutos que han colonizado en casi todas las partes del planeta; su capacidad para ocasionar mordeduras o cortes con gran fuerza y facilidad no solo impresiona a quienes sufren el daño; sino también a algunos científicos que se enfocaron en estudiar las mandíbulas de las hormigas y así saber la composición de sus dientes.
Un grupo de científicos de la Universidad de Oregón y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía de Estados Unidos, procedieron a realizar investigaciones enfocadas en las hormigas. Estos lograron revelar que, los poderosos dientes del insecto poseen un recubrimiento con contenido de zinc.
Es justo precisar que este elemento, se encuentra repartido sobre la superficie de la capa que envuelve a los dientes de las hormigas, manteniéndolos afilados y ocasionando que sea mucho más fácil realizar los cortes con la ayuda de las diminutas herramientas que poseen, señala la publicación hecha por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL).
¿Qué se sabe de las mandíbulas de las hormigas?
Las hormigas poseen dientes, aquellos responsables de que las personas sufran mordeduras o que algunas prendas ya no se encuentren en buen estado. Además, son utilizados por los insectos como arma, logran atacar o atrapar a su alimento aun siendo de un tamaño muy pequeño, trabajando muy bien en equipo.
De forma técnica a estos dientes se les denomina dientes mandibulares, estructuras que están adheridas en la parte externa de la boca y que están compuestos por una red de material capaz de unir sólidamente a los átomos individuales de zinc. Esta composición logra tomar más del 8 % del peso contenido en la mandíbula, porcentaje que ocupa la presencia del zinc.
Durante muchos años, el profesor asociado de la Universidad de Oregón y autor principal del estudio Robert Schofield, tuvo el interés de investigar sobre las mandíbulas de las hormigas y otros insectos, formando junto a su equipo de biofísicos diversas técnicas para medir tanto la dureza y la elasticidad como otros aspectos en escala miniatura.
Sin embargo, fue con la incorporación de Arun Devaraj, científico de materiales del PNNL y su colega Xiaoyue Wang, que la investigación logró dar un certero avance. El primero es experto en tomografía con sonda atómica, una técnica de microscopio especializada; permitiendo así que el estudio fuese dirigido a la composición de los dientes a una escala atómica.
La tomografía con sonda atómica ofrece un análisis del material completo; tanto en la capacidad de mediciones de los compuestos químicos como la producción de imágenes en 3D a nivel atómico. Haciendo uso de esta técnica los expertos observaron la composición de los dientes de las hormigas.
Tomografía con sonda atómica aplicada al estudio
Esta tomografía mostró en nanoescala que el zinc se encuentra distribuido de manera uniforme, un factor que hace disminuir alrededor de dos tercios la fuerza, energía y masa muscular; aspectos necesarios para los cortes o aberturas de materiales rígidos y no en nano-nódulos como esperaban.
Gracias al estudio, los científicos estiman que, los biomateriales pueden resultar más afilados y a causa de esto, es posible que los animales utilicen el 60 % de fuerza o menos; de la que tendrían que usar si este implemento mandibular fuera hecho de materiales parecidos a los que conforman los dientes de los seres humanos.
Al precisar una menor aplicación de fuerza, los pequeños músculos que poseen estos insectos gastarán efectivamente menos energía, algo sumamente ventajoso. Esto podría explicar por qué las hormigas, las arañas y otros organismos tienen en su estructura este tipo de herramienta especial.
La humanidad contiene ingenieros que podrían estudiar este truco biológico y aplicarlo para alguna nueva técnica; mejorando la información teórica y práctica en el mundo de la ciencia, opinó Schofield.
Incrementar aproximadamente de la dureza propia del plástico a la que tiene el aluminio, podría ser una buena comparación de la dureza que presentan los dientes de estas diminutas criaturas, terminó agregando el investigador.
Devaraj indicó que, una forma de comprender lo que hace que los materiales resulten tener mayor fuerza y resistencia a los daños, es aprender de lo que expone la naturaleza. El estudio de materiales resistentes al tiempo, es fundamental para el diseño de estructuras como las plantas de energía nuclear.
Las comunidades de hormigas en el mundo
Las hormigas resultan ser insectos comunes, no obstante, tienen algunas características que los hacen ser únicos. Mundialmente, se tiene registro de al menos 10.000 especies de hormiga; ocupan especialmente bosques tropicales; donde su gran número causa que pueden llegar a suponer más del 50 % de la población de insectos.
Algunos aspectos característicos de estos insectos es que poseen una cintura realmente estrecha ubicada entre su abdomen y su tórax. Además, tienen antenas articuladas y potentes mandíbulas. Las carpinteras se encuentran en la madera y pueden llegar a causar daños en las edificaciones.