Vive escondido en las profundidades del océano y su forma de nadar inspira a la robótica acuática

Un equipo de Cornell University observó que el pez remo (Regalecus spp.) puede desplazarse hacia adelante y hacia atrás sin flexionar su cuerpo alargado. La investigación realizada analizó la aleta dorsal de este animal marino que rara vez es observado.

El interés por el mecanismo surgió también de la ingeniería. Rob Shepherd, director del Laboratorio de Robótica Orgánica de Cornell, trabajaba con la Oficina de Investigación Naval de Estados Unidos en el diseño de un robot acuático grande y silencioso.

Se buscaba crear una máquina que transportara instrumentos destinados a monitorear el estado del océano sin espantar a los peces ni a otros animales. Según Earth.com, ese robot podría nadar en ambos sentidos con un sistema inspirado en la aleta del pez remo.

La aleta dorsal funciona con cientos de unidades móviles

El trabajo, publicado en la revista científica Ichthyology & Herpetology, identificó que los cientos de radios —estructuras rígidas similares a huesos que sostienen la aleta— pueden girar de manera independiente y completa.

Ese movimiento produce ondas a lo largo del tejido dorsal, lo que permite al pez controlar su trayectoria sin recurrir a las ondulaciones laterales habituales en otras especies de cuerpo largo.

Los biólogos llaman aleta dorsal a la estructura situada sobre el lomo de los peces. En el pez remo, consiste en una capa delgada de tejido sostenida por numerosos radios, capaces de moverse gracias a una articulación ubicada en su base.

Cada radio de la aleta se une a músculos y cartílago mediante una articulación que le permite girar en distintas direcciones, como una esfera dentro de una cavidad. Esta configuración le permite completar una rotación de 360 grados, un rango que los investigadores compararon con el funcionamiento de una palanca de control mecánica.

“Utilizan la aleta dorsal para impulsarse sin mover el cuerpo lateralmente”, explicó Willy Bemis, biólogo retirado de Cornell y uno de los autores. El especialista señaló que los peces remo también ondulan el cuerpo, aunque disponen de este segundo método de desplazamiento.

Las ondas pueden desplazarse en sentidos opuestos

Cuando las estructuras rígidas se activan una después de otra, generan ondas que recorren la aleta y empujan al animal en el agua. De ese modo, el pez puede avanzar o retroceder manteniendo recto el resto de su cuerpo.

La particularidad está en que las ondas no tienen que avanzar todas en la misma dirección. Una sección de la aleta puede enviar movimientos hacia la cola, mientras otra los dirige hacia la cabeza; esa combinación le otorga un control más preciso de su posición.

“Son capaces de cambiar continuamente el patrón de los radios de la aleta dorsal y lo hacen muy rápidamente”, afirmó Bemis. “Los radios de la aleta son increíblemente móviles”, añadió el investigador sobre un mecanismo que permite modificar el impulso a lo largo de toda la estructura.

El análisis de un ejemplar reveló la existencia de 401 unidades funcionales distribuidas sobre su dorso. Cada una incluye una estructura rígida, sus soportes y los músculos correspondientes, por lo que puede actuar de forma separada dentro de la aleta.

El estudio se basó en ejemplares conservados

Los peces remo son animales de gran tamaño que pocas veces aparecen ante las personas. Además, resultan difíciles de estudiar después de su muerte porque sus cuerpos tienden a fragmentarse, una condición que limitó la disponibilidad de muestras para la comunidad científica.

La investigación no realizó experimentos con ejemplares vivos. El equipo examinó especímenes preservados, cortes delgados de tejido observados al microscopio, radiografías de un ejemplar conservado en la Smithsonian Institution y tomografías efectuadas en Cornell.

Gabriel Vinícius Felix Afonso, del Museo de Vertebrados de Cornell University, encabezó el trabajo. Los científicos también analizaron grabaciones del movimiento de la aleta para relacionar la anatomía de los radios con la forma en que se desplazan en el agua.

A diferencia de otras especies del mismo orden, los radios de esta especie son piezas lisas, sin ramificaciones ni articulaciones a lo largo de su extensión. Los 2 huesos los sostienen, uno a cada lado, mientras 3 pares de músculos participan en sus movimientos.

Otros organismos acuáticos emplean un método parecido. Los peces cuchillo, por ejemplo, producen ondas en una aleta larga situada en la parte inferior de su cuerpo. Las investigaciones anteriores sobre esas especies despertaron el interés por reproducir aletas en forma de cinta en dispositivos mecánicos.

Los autores indicaron que las articulaciones giratorias del individuo pueden aportar ideas para futuros robots submarinos. Sin embargo, todavía no se conoce cómo un ejemplar vivo decide qué patrón activar en cada radio mientras nada.