La sorprendente visión de la rana y el imposible vuelo del abejorro

El ojo humano es un dechado de virtudes: vemos el mundo en colorines y somos capaces de distinguir cualquier detalle fino de las escenas que contemplamos. Nuestra supervivencia depende fuertemente de la visión -de hecho, el 90% de toda la información que recibimos del entorno entra por los ojos-. Sin embargo, hay animales que no necesitan un sistema tan complejo y desarrollado para sobrevivir. Un ejemplo es la rana.

Las células nerviosas conectadas con la retina del ojo de la rana envían señales al cerebro, el órgano que, en definitiva, ve el mundo que le rodea, sólo si ocurre una de las cuatro cosas siguientes: si un objeto dotado de movimiento entra en el campo de visión de la rana; si un objeto dotado de movimiento entra en el campo de visión de la rana y se detiene ahí; si el nivel general de iluminación desciende bruscamente, como si el cielo se oscureciera de pronto; y si un objeto oscuro, pequeño y redondeado entra en el campo de visión de la rana y se mueve en él de una forma desordenada. Para el resto de las situaciones, la rana es, literalmente, ciega. Y ni colorines ni nada.

Sencillo y efectivo

Estas cuatro condiciones responden a cuatro situaciones bien definidas. La primera, la detección de un objeto en movimiento, tiene la función de producir una alarma general en la rana: las rocas y las plantas no son objetos potencialmente peligrosos pero un animal en movimiento, sí. La segunda, cuando un objeto en movimiento se detiene anuncia a nuestra querida ranita que un peligro potencial se ha convertido en real: un depredador puede estar acercándose.

La tercera señal, el oscurecimiento del cielo, anuncia a la rana que el depredador que se acercaba ha llegado ya: su sombra se proyecta sobre ella, o que un pájaro de tamaño nada despreciable se abalanza sobre ella. El peligro es inminente y el cerebro envía a las patas la señal de saltar y alejarse de allí.

Como vemos, estas tres señales las utiliza para detectar depredadores, aquello que más afecta a la supervivencia de la pobre ranita. Pero, ¿y la cuarta señal, el puntito negro moviéndose erráticamente? Pues es la otra función que afecta a la supervivencia: la búsqueda de comida. El puntito negro es el insecto que, muy posiblemente, le sirva a la rana como alimento del día.

Claro que queda un misterio: cómo demonios veía el príncipe que, según el cuento, se convirtió en rana.

Si la rana nos demuestra que no se necesita tener un ojo superdesarrollado para sobrevivir, los abejorros -también llamados moscardones- dan sopas con ondas a nuestros supercomputadores.

Un vuelo casi imposible

En el curso de la evolución, los insectos han aprendido a dominar el arte de volar, alcanzando cotas de perfección impensables para nuestra tecnología. La capacidad para suspenderse en el aire y rectificar su posición, o los sistemas de control de dirección en medios inestables superan con creces a cualquier aeronave salida de manos humanas. La comprensión de su compleja técnica pasa, como ocurre tantas otras veces, por las matemáticas.

De hecho, la aerodinámica convencional, que es con la que se construyen los aviones, está basada en estados cuasiestables, que fallan estrepitosamente al explicar algo tan aparentemente simple como el vuelo de un abejorro. Dicho de forma más ruda: según la aerodinámica convencional el abejorro no podría volar. Pero lo hace.

Una aerodinámica sorprendente

Aunque no conocemos todos los detalles, la clave para entender por qué vuela se encuentra en los complicados remolinos generados por la rotación y vibración de las alas, que repercuten en la sustentación del insecto. Y todo gracias a que el simple cerebro del abejorro logra, de manera natural y muy rápida, lo que a nuestros potentes superordenadores les cuesta bastante: resolver la ecuación de Navier-Stokes, una herramienta clásica, enunciada en el siglo XIX y que continúa siendo imprescindible en el estudio aerodinámico. Claro que el abejorro no tiene por qué resolver complicadas ecuaciones: le basta con echarse a volar.

Sin embargo, introduciendo unas pocas simplificaciones los científicos han intentado comprender el vuelo del abejorro. La forma de hacerlo es fácil: se coge el aire que rodea al abejorro y se secciona en rebanadas bidimensionales, como si fueran finísimas lonchas de chorizo, en la dirección perpendicular al ala. Después se “pegan” las soluciones de cada loncha hasta componer el puzzle tridimensional, como esos que venden en las jugueterías.

De este modo se ha descubierto que durante el vuelo de descenso, las alas del insecto se sitúan paralelas al suelo y que, al final del movimiento, rotan hasta situarse perpendicularmente realizando una figura similar a un ocho. Esta maniobra, provoca dos remolinos, uno por delante del ala y otro por detrás, que se combinan para generar una fuerza de sustentación suficiente para mantener en el aire a un abejorro.

Claro que todavía desconocemos algunos pequeños detalles de su forma de volar, como el vuelo lateral, el despegue hacia atrás, o el aterrizaje vertical que son capaces de llevar a cabo algunos insectos. Que no es moco de pavo.