Los pequeños mamíferos parecen tener un sentido infrarrojo secreto

Si lo has visto antes depredadorNoté la ventaja táctica que le dio al guerrero alienígena gracias a su visión de calor. De hecho, incluso con el poderoso camuflaje, Dutch y su equipo terminaron en grandes problemas.

Sin embargo, en realidad, parece que las presas pueden ser aquellas que tienen la capacidad de sentir en el espectro infrarrojo. La investigación ha revelado ahora que esta habilidad única puede ser creada en su totalidad por el hombre. Al pelo de la espalda de algunos de los mamíferos más pequeños.

No con mi pelo de espalda, de espaldas

Los mamíferos pequeños, como las musarañas y los roedores, tienen un pelaje que combina varios tipos de pelo en una capa protectora gruesa. El pelaje debe mantener al animal relativamente cálido y seco y protegerlo de los elementos naturales. Pero ¿y si también pudiera proteger contra los depredadores? Entre este pelaje se encuentran «pelos protectores» especiales, que los investigadores ahora creen que funcionan como sensores infrarrojos precisos.

Los pelos protectores constituyen entre el 1% y el 3% del pelaje. Los pelos suelen sobresalir rectos y sobresalir hasta cierto punto del resto del pelaje. Los pelos protectores también tienden a mostrar un patrón de rayas algo distintivo que no se ve en otros tipos de pelo de mamíferos.

Durante años, los patrones de rayas periódicas observados en los pelos protectores de los pequeños mamíferos han desconcertado a los científicos. Estos filamentos muestran bandas internas espaciadas a intervalos de 6 a 12 μm. Si recientemente ha estado mirando un espectrógrafo electromagnético, se dará cuenta de que se corresponde estrechamente con las longitudes de onda infrarrojas. Esto sugiere una función no reconocida: tal vez la capacidad de detectar luz infrarroja. De hecho, estas longitudes de onda cubren la misma parte del espectro infrarrojo utilizado por los cohetes térmicos y las cámaras termográficas.

Esta característica tenía obvios beneficios de supervivencia para los animales nocturnos y los animales altamente depredadores. Podría dar a una pequeña criatura la capacidad de detectar fuentes de calor cálido, como depredadores, que se acercan por detrás. No es necesario colocar los ojos en la parte posterior de la cabeza, ni mirar siempre lo que está por encima del hombro. Si sus sentidos térmicos detectan algo cálido que se acerca por detrás, puede ser útil hacer una estocada.

Los investigadores centraron su investigación sobre el pelo protector en tres tipos: Miotoma, Tel es un raton domestico Anchinus agilis, Un marsupial parecido a un ratón Sorex araneos, la musaraña común. A pesar de las muchas diferencias entre especies, los pelos protectores comparten algunas similitudes. Sus resultados mostraron que a pesar de las diferencias evolutivas que abarcan millones y millones de años, estas especies comparten estructuras capilares microscópicas muy similares que parecen estar sintonizadas a longitudes de onda de entre 8 y 12 micrómetros, ideal para imágenes térmicas.

Si tomamos como ejemplo el ratón doméstico, los bigotes tienen una estructura bien desarrollada. Se cree que las secciones más anchas de los pelos protectores, denominadas «escudo», actúan como absorbentes de infrarrojos. Contienen dos tubos conectados por una membrana, con cavidades de aire espaciadas a intervalos periódicos de aproximadamente 10 μm. Hacia la base del área del escudo, el cabello se estrecha y, en lugar de huecos de aire, el cabello tiene distintas bandas oscuras a intervalos similares. Se cree que las secciones estrechas ayudan a concentrar la energía infrarroja absorbida en la base del cabello. A esto le sigue una sección de «nube» relativamente variable, con hemisferios oscuros dispuestos alrededor del eje del cabello. Se cree que esto actúa como un «filtro espectral» que irradia longitudes de onda fuera del rango de 8 a 12 micrómetros. Los cálculos muestran que el filtro de nube significa que la energía infrarroja en este rango de longitud de onda crítico constituye el 72% de la «señal» que llega a la base del cabello, en lugar de solo el 33% en caso contrario. La última sección de la columna tiene bandas más finas, separadas por sólo 6 µm.

Se cree que los filamentos funcionan de manera similar a las antenas infrarrojas, con sus alineaciones rectas rígidas y líneas periódicas que actúan como detectores térmicos. Las líneas mismas parecen estar hechas de un material biológico transparente a los infrarrojos con distintos índices de refracción. Los investigadores comparan esto con un invento creado por el hombre llamado Fiber Bragg Grid o FBG. Este dispositivo utiliza la variación periódica del índice de refracción de una fibra óptica para crear un filtro para una longitud de onda específica. Los pelos protectores podrían utilizar una versión biológica del mismo mecanismo para filtrar la longitud de onda infrarroja de interés.

Al mismo tiempo, el animal necesita captar la señal de un tipo de célula sensora situada en la base del pelo. De hecho, los investigadores descubrieron que el ratón doméstico en realidad tiene células de Merkel ubicadas de manera única en la base de los pelos protectores, dispuestas alrededor del tronco del ratón. Se cree que estas células pueden ser responsables de la sensación de infrarrojos, ya que los propios pelos actúan como antenas para enfocar la energía infrarroja en ellos.

Los investigadores también ampliaron su estudio para estudiar si los depredadores también se habían adaptado a esto. En particular, descubrieron que las serpientes de sangre fría eran casi invisibles en el rango infrarrojo térmico. Asimismo, los gatos tienen emisiones de calor frontales relativamente bajas. Por tanto, ambos tienen una ventaja en la caza contra mamíferos con un mecanismo de defensa por detección térmica. De hecho, estas criaturas son particularmente expertas en cazar ratones y otros pequeños mamíferos, ¡como era de esperar!

La investigación aún se encuentra en una etapa temprana. Aún queda más trabajo para confirmar el verdadero propósito de estos pelos protectores. De todos modos, sus complejas microestructuras proporcionan evidencia convincente de que en realidad funcionan como antenas para capturar la radiación infrarroja con fines sensoriales.

El descubrimiento de estos sensores infrarrojos naturales no es sólo una curiosidad biológica. Incluso puede resultar útil en el campo de la fotónica. La capacidad de los filamentos centinela para actuar como diminutas antenas de infrarrojos puede servir de inspiración para nuevos dispositivos ópticos o para mejorar las tecnologías existentes.

Además, esta investigación puede tener un impacto en la biología evolutiva, proporcionando nuevos conocimientos sobre los orígenes antiguos del pelo de mamíferos y marsupiales. La resistencia de los pelos protectores a lo largo de millones de años sugiere que desempeñaron un papel crucial en la supervivencia de los primeros mamíferos, que quizás se remontan al Terciario.

Sin embargo, algunos pequeños mamíferos siempre han podido evadir a los depredadores que se acercan sigilosamente detrás de ellos. Es posible que ahora tengamos ideas secretas sobre este pequeño truco. Tal vez no fueron sus ojos o su agudo sentido de vibración la causa, sino más bien una sensación térmica oculta que había estado acechando en el pelaje todo el tiempo.

Foto principal: «Ratón de laboratorio mg 3263» por [Rama]