Por fin podemos ver cómo ataca el aguijón de una abeja, cuadro a cuadro
Es muy probable que alguna vez te haya picado una abeja melífera. Quizá incluso hayas visto cómo, después de la picadura, el aguijón se queda clavado en tu piel mientras la abeja se aleja volando. Lo que para nosotros supone un momento doloroso puede ser fatal para ella, pues al desprenderse del aguijón sufre daños en los órganos internos que pueden causarle la muerte.
Pero hay algo que quizá no sepas. Y es que aquel diminuto apéndice no abandona la tarea, aun cuando el insecto se haya alejado volando. Se queda ahí, hundiéndose en la piel y soltando veneno, como si la abeja siguiera pegada a él.
Ahora, un equipo de científicos en Australia ha conseguido grabar cómo lo hace y ha descubierto una pequeña joya de ingeniería natural.
El estudio, publicado en la revista PNAS, describe el aguijón de la abeja melífera (Apis mellifera), de apenas 2 milímetros según la Universidad Macquarie, como una microbomba de doble pistón. Su autonomía es tal que puede tardar más de un minuto en terminar de inyectar el veneno, explica la autora principal, Fiorella Ramírez-Esquivel, en The Conversation.
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Cómo se grabó el aguijón
El funcionamiento del aguijón llevaba más de un siglo planteando ciertos interrogantes. Ya en 1910 se conocía la existencia de una cámara que recibía el veneno almacenado en una bolsa y contenía unas pequeñas válvulas encargadas de impulsarlo. Lo que seguía siendo un misterio era cómo actuaban estas piezas.
El problema es que descifrar su funcionamiento no era fácil. El pequeño tamaño del aguijón y su compleja estructura hacían difícil observarlo en detalle. Sin embargo, su carácter translúcido y la posibilidad de separarlo del cuerpo de la abeja facilitaron la investigación.
Para estudiarlo, los científicos hicieron que las abejas picaran un gel transparente que imita la piel humana y utilizaron cámaras de alta velocidad para grabar los aguijones en acción una vez desprendidos.
El experimento exigió cierta paciencia. La propia Ramírez-Esquivel cuenta que hicieron falta cientos de horas de grabación y que, durante todo ese tiempo manipulando aguijones de abejas vivas, solo sufrió una picadura. Un balance que considera un éxito.
Cómo funciona el aguijón de la abeja
Las imágenes permitieron descubrir un mecanismo muy poco habitual. Dos lancetas afiladas trabajan de forma alterna dentro del aguijón, guiadas por una estructura denominada olistheter. Su acción recuerda a la de una sierra: mientras una avanza, la otra retrocede. Estos movimientos ayudan al aguijón a penetrar más en la piel y, al mismo tiempo, participan en la inyección del veneno.
Buena parte de este mecanismo depende de las válvulas conectadas a cada lanceta. Su secreto está en que no mantienen siempre la misma forma. Al descender, las válvulas se despliegan hasta ajustarse a las paredes de la cámara, creando un sellado que permite empujar el veneno hacia la salida. Cuando invierten el movimiento, se pliegan para regresar a la parte superior y facilitar que la cámara vuelva a llenarse, reduciendo el reflujo.
Pero este mecanismo tiene una dificultad añadida. Las dos válvulas se mueven en direcciones opuestas y deben cruzarse sin perder el sellado que permite mantener la presión. Para lograrlo, cambian de forma de nuevo a mitad del recorrido y pasan una junto a la otra sin interrumpir el bombeo.
"Actúan como pistones plegables”, explica Ramírez-Esquivel en un comunicado de la Universidad Macquarie. Gracias a ese movimiento alterno, el aguijón consigue mantener un flujo continuo de veneno.
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Para estudiar con mayor detalle el mecanismo y poner a prueba su interpretación del bombeo, los investigadores utilizaron escáneres de microtomografía computarizada y elaboraron un modelo ampliado de la cámara de bombeo y sus componentes, incluidas las válvulas. Tras probar distintos plásticos, fabricaron una réplica funcional mediante impresión 3D, combinando materiales rígidos y flexibles. El modelo logró reproducir el principio de bombeo observado en el aguijón real.
Un mecanismo poco habitual en la naturaleza
Una de las particularidades del hallazgo es que, por lo que se conoce hasta ahora, este sistema parece ser exclusivo de las obreras de la abeja melífera. Como explica el medio especializado Science Alert, en otros himenópteros se ha descrito un procedimiento distinto, basado en contracciones sucesivas alrededor del conducto del veneno. Estas permiten desplazar el líquido mediante un mecanismo comparable al movimiento de los alimentos por el intestino.
Muchas otras bombas biológicas funcionan de manera distinta. Como recuerda The Conversation, pueden ser depósitos que se contraen mediante músculos, como las glándulas de veneno de las serpientes, o cámaras que se deforman, como los pulmones.
El aguijón de la abeja, en cambio, se parece más a una jeringuilla, aunque con una diferencia decisiva. Como explica Science Alert, una jeringuilla convencional utiliza un único pistón relativamente rígido. En el aguijón, en cambio, son dos válvulas flexibles las que actúan como pistones. Su movimiento alterno permite mantener el bombeo mientras la cámara se rellena y minimizar el reflujo del veneno.
Precisamente por eso, los investigadores creen que este mecanismo podría inspirar nuevas microbombas para controlar cantidades minúsculas de líquido, administrar medicamentos o mantener un flujo continuo. También podría encontrar aplicaciones en tecnologías médicas mínimamente invasivas.
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