Los científicos todavía están aprendiendo cosas nuevas y geniales sobre el limo pegajoso del pez bruja

Zoom / Una especie recién descubierta es el pez hachís fantasma de Galápagos (Myxine phantasma).

Tim Wingard

Conoce al humilde pez bruja, una criatura gris, fea y parecida a una anguila conocida cariñosamente como “el pez bruja”.serpiente de moco“Debido a su mecanismo de defensa único. Un pez bruja puede liberar un litro de material pegajoso y pegajoso de los poros ubicados en todo su cuerpo en menos de un segundo. Esto es suficiente, por ejemplo, para bloquear las branquias de un tiburón depredador, sofocando el depredador.” nuevo papel Publicado en la revista Current Biology informa que el limo producido por los peces bruja más grandes contiene células mucho más grandes que el limo producido por los peces bruja más pequeños, un ejemplo inusual de escalado del tamaño de las células con el tamaño del cuerpo en la naturaleza.

como somos Mencioné antesLos científicos fueron estudio de limo durante años porque es un material inusual. No es como el moco que se seca y se endurece con el tiempo. La arcilla de la merluza permanece viscosa, dándole la textura de una gelatina semidurada. Esto se debe a las fibras largas y filiformes del limo, así como a las proteínas y azúcares que forman la miosina, el otro ingrediente principal. Estas fibras se enrollan en “madejas” que parecen bolas de hilo. Cuando un pez bruja deja un trago de baba, las superficies se aflojan y se combinan con el agua salada, explotando más de 10,000 veces su tamaño original.

Desde un punto de vista material, el limo de mixino es un gran material. En 2016, un grupo de investigadores suizos Estudió propiedades inusuales de los líquidos. de lodo de mixino, centrándose específicamente en cómo estas propiedades proporcionan dos ventajas distintas: ayudar al animal a defenderse de los depredadores y adherirse a los nudos para escapar de su propio lodo. Descubrieron que diferentes tipos de flujo de fluido afectan la viscosidad general del lodo. Un fluido que fluye es básicamente una serie de capas que se deslizan unas sobre otras. Cuanto más rápido se desliza una capa sobre la otra, mayor es la resistencia, y cuanto más lento es el deslizamiento, menor es la resistencia. I Libros para Gizmodo a tiempo:

El limo de pez bruja es un ejemplo de un fluido no newtoniano, en el que la viscosidad cambia en respuesta a una tensión aplicada o fuerza cortante. … la aplicación de tensión o fuerza de corte aumentará la viscosidad, en el caso de la salsa de tomate, el pudín, la salsa o esa mezcla clásica de agua y almidón de maíz llamada “obleck”, o la reducirá, como la pintura que no gotea que se cepilla fácilmente pero se vuelve más viscoso una vez aplicado.

El limo hachemita puede ser ambos. Resulta que la alimentación por succión utilizada por muchos depredadores del pez bruja crea un flujo unidireccional. La presión prolongada del flujo de succión aumenta la viscosidad del viscoso y es mejor sofocar a dichos depredadores obstruyendo las branquias. Pero cuando un pez bruja intenta escapar de su propio limo, su movimiento crea un flujo que suaviza el cizallamiento, lo que en realidad reduce la viscosidad del limo, facilitando el escape. De hecho, la red viscosa colapsa rápidamente frente al flujo de adelgazamiento por cizallamiento.

Los científicos todavía están aprendiendo sobre el mecanismo exacto por el cual el pez bruja produce la sustancia pegajosa. Trabajos previos han demostrado que el agua de mar es esencial para la formación de lodo y que las superficies de las brujas pueden desintegrarse espontáneamente si los iones en el agua de mar mezclan los adhesivos que mantienen las hebras fibrosas juntas en madejas. Pero los plazos también son importantes. Estudio de 2014, por ejemplo, demostró que cualquier desintegración espontánea de la piel llevaría varios minutos, sin embargo, el pez bruja esparce baba en aproximadamente 0,4 segundos.

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a Papel 2019 En el Journal of the Royal Society Interface se sugirió que el flujo de agua turbulenta (específicamente, el arrastre causado por tal turbulencia) es un factor clave. El movimiento del agua circundante como ataque de un depredador ayuda a estimular el proceso de incesante fascia. Las madejas tienen un cabo suelto. Atraerlo conduce a la desintegración. Pero las nubes de agua que fluye con el estallido de un depredador hacen que este proceso suceda aún más rápido.

Este nuevo artículo resume los resultados de una investigación reciente de Douglas Fudge, un biólogo marino de la Universidad Chapman que fue estudio de mixinos y propiedades del limo durante años. Por ejemplo, en 2012, cuando estaba en la Universidad de Guelph, el laboratorio de Fudge[[” embedded=”” url=”” link=””>successfully harvested hagfish slime, dissolved it in liquid, and then “spun” it into a strong-yet-stretchy thread, much like spinning silk. It’s possible such threads could replace the petroleum-based fibers currently used in safety helmets or Kevlar vests, among other potential applications.

For this latest paper, Fudge et al. took samples from 19 different species of hagfish (both large and small), took microscopic images, and carefully measured the size and shape of the thread cells in those images. The resulting database incorporated measurements from more than 11,700 cells harvested from 87 hagfish (the latter measuring between 10 and 80 cm in length).

Hagfish gland thread cells vary by 50-fold in volume as body length varies between 10 and 128 cm.
Enlarge / Hagfish gland thread cells vary by 50-fold in volume as body length varies between 10 and 128 cm.

Yu Zeng et al., 2021

They found that those thread cells were extremely large in comparison with similar cells in vertebrates—larger than the abdominal fat cells in elephants, in fact. Even more intriguing, the size of those cells turns out to be heavily dependent on the body size of the hagfish. There are other examples in nature of this kind of scaling.

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For instance, geckos and other creatures that use adhesive pads for climbing show a scaling exponent of about 0.35 with regard to the size of their pads compared to body mass. And certain species of spider produce dragline silk whose diameter scales with body mass with an exponent of between 0.37 and 0.39. But the scaling exponent Fudge et al. found in their hagfish thread cells was 0.55, significantly larger than any other known scaling exponent in vertebrates.

“Our work showed the largest known scaling exponent in animal cells,” said co-author Yu Zeng. “We analyzed the size of hagfish gland thread cells—which make silk-like threads that reinforce hagfish slime—and found that they increase with body size. This means, on the evolution tree of hagfishes, the large species all make large thread cells, despite the fact that they are distantly related.”

The authors hypothesize that the unusual feature might be the result of evolutionary selection related to the mechanical properties of the thread cells. “Very little is known about hagfish behavioral ecology, especially how it changes with body size,” said Yu. “Our study suggests that body size-dependent interactions with predators have driven profound changes in the defensive slime of hagfishes, and these changes can be seen at the cellular and sub-cellular level.”

The team’s models showed that the threads become thicker and longer in the larger cells of larger hagfish, which can produce threads some 4 micrometers thick and 20 centimeters long. This is the largest known intracellular fiber in animals, comparable in size to keratin fibers and spider silks. And like those examples, the threads in hagfish slime rely on coordination among numerous cells. At some point in their growth cycle, the intracellular protein fibers in hagfish slime “undergo a phase transition,” per the authors, “where individual [fibers] Se condensa con sus vecinos en una superestructura mucho más grande de fibras intracelulares. “

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Entonces, ¿qué tiene esta característica de escala y las hebras más grandes resultantes que podrían proporcionar una ventaja evolutiva? “Hay varias formas en las que los hilos más grandes pueden ser beneficiosos para los peces brujas más grandes” Dijo tonterías. “Los filamentos más gruesos pueden resistir más fuerza antes de romperse y hacen que el limo sea más fuerte y más capaz de sobrevivir en las branquias de un pez depredador grande y robusto. Los filamentos largos tienen un beneficio similar, ya que pueden extenderse a distancias mayores entre los arcos branquiales de los peces más grandes. depredadores “. Las hebras más largas también tienen más probabilidades de producir más baba, lo que mejora su uso como elemento de disuasión defensiva contra depredadores más grandes.

Los estudios futuros se centrarán en investigar cómo cada filamento ensambla una estructura tan compleja en una celda pequeña, Según Yu.

DOI: Biología actual, 2021. 10.1016 / j.cub.2021.08.066 (Acerca de los DOI).

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