Cómo escuchan las orugas sin tener oídos y qué reveló un estudio sobre sus pelos sensoriales

En una cámara anecoica, un equipo de investigadores observó durante un año cómo las orugas del gusano del tabaco detectan estímulos acústicos sin tener oídos visibles, al exponerlas a vibraciones y estímulos acústicos transmitidos por el aire para entender de qué manera perciben la cercanía de depredadores como las avispas, según detalló una investigación científica publicada en The Conversation.

La investigación fue desarrollada por Aishwarya Sriram, Carol Miles, Ronald Miles y Sara Aghazadeh, quienes analizaron un mecanismo sensorial que todavía no se comprende por completo.

Los hallazgos también podrían tener aplicaciones tecnológicas, ya que comprender cómo estos insectos detectan el sonido mediante sensores naturales podría servir de inspiración para desarrollar micrófonos más económicos y con nuevas capacidades, de acuerdo a Phys.org.

Pruebas en silencio extremo

El equipo trabajó en uno de los entornos más silenciosos posibles: una cámara anecoica diseñada para impedir el ingreso de ruidos y vibraciones externas. El recinto está sostenido por muelles de acero de alta resistencia, lo que evita el contacto con el suelo y reduce interferencias.

Allí, los investigadores colocaron cada día una oruga sobre una plataforma y la sometieron a oscilaciones de distinta intensidad. Para medir con precisión el movimiento transmitido, utilizaron un acelerómetro, un dispositivo que permite registrar vibraciones.

Frente a esos estímulos, los insectos mostraban distintas respuestas físicas. Los autores señalaron que a veces veían a las orugas saltar; otras veces, se estremecían o incluso temblaban durante los ensayos.

A partir de esas pruebas, el grupo determinó el umbral a partir del cual estos animales dejaban de reaccionar. Por debajo de cierta magnitud, no había una respuesta visible, ese patrón llevó a los científicos a cambiar el diseño del experimento.

Cuando el aire también transmite señales

De acuerdo con Springer Nature, por lo general se entiende al sonido como una forma de energía que puede ser percibida por el oído. Sin embargo, esas ondas también provocan movimientos en los objetos.

Después de esa primera etapa, las pruebas continuaron dentro de la misma cámara, pero esta vez con sonido transmitido por el aire como estímulo. La intención era comprobar si las orugas podían responder de forma independiente de las vibraciones directas de la superficie sobre la que estaban apoyadas.

El desafío consistía en separar ambos fenómenos. Aunque el sonido puede oírse, también genera oscilaciones en los objetos. Por eso, el equipo volvió a usar el acelerómetro para medir cuánto vibraba la plataforma cuando el estímulo provenía del aire.

El objetivo fue comparar dos situaciones: la reacción frente al sonido aéreo y la que mostraban ante vibraciones directas. De ese modo, podían evaluar si el insecto estaba captando únicamente el movimiento de la base o algo más.

Según el trabajo, seguían reaccionando al ruido incluso por debajo de su umbral de respuesta a los estímulos mecánicos directos. Ese resultado sugiere que eran capaces de percibir sonidos transmitidos por el aire.

Los pelos que reemplazan a los oídos

La siguiente pregunta fue dónde están las “orejas” de estas orugas. El artículo explica que existen dos maneras de oír el sonido: a través de la presión de las ondas sonoras y mediante la velocidad de las partículas que las componen.

Durante mucho tiempo, la audición fue asociada a los órganos timpánicos, según Annual Reviews. En los mamíferos, ese sistema incluye una membrana que vibra por efecto de la presión sonora. En muchos insectos ocurre algo semejante, con estructuras comparables a un saco lleno de aire que percibe esas vibraciones.

Sin embargo, estos ejemplares pueden oír pero no tienen membranas timpánicas evidentes. Al revisar estudios previos como los publicados en Springer Nature y Journal of Experimental Biology, y observar los ejemplares al microscopio, el equipo encontró unos pelos característicos en sus cuerpos.

Ese hallazgo dio paso a una nueva serie de pruebas. Los investigadores retiraron vellos de las orugas y compararon sus respuestas al ruido antes y después del procedimiento. En algunos casos extrajeron todos esos filamentos con pinzas bajo el microscopio; en otros, eliminaron solo sectores seleccionados.

La reducción de respuestas

El resultado, según los autores, fue claro ya que las reacciones defensivas de las orugas disminuyeron drásticamente en distintas frecuencias sonoras, dependiendo de cuáles pelos habían sido eliminados, según Acoustical Society of America.

El equipo considera que este trabajo permite avanzar en la comprensión del mecanismo auditivo de estos insectos y en la identificación de qué filamentos podrían estar ajustados a distintas frecuencias.

Además del interés biológico, el estudio plantea una posible aplicación técnica. Los autores sostienen que comprender cómo los insectos perciben sonidos con pelos microscópicos especializados podría inspirar una nueva generación de herramientas acústicas.

Los micrófonos convencionales utilizan membranas para detectar la presión sonora. Si se imitaran sistemas como los de estos insectos, los dispositivos futuros podrían medir también la velocidad de las partículas de aire y aportar información sobre la dirección de llegada de una onda sonora, una capacidad útil para equipos direccionales y audífonos.