Tengo que admitir que algunas de las escenas de las películas de cine de superheroínas y superhéroes me dejan pegada en el asiento. ¿Qué sentís cuando Spiderman se sube por las paredes como si la gravedad no existiera? ¿O cuándo de las bolsas escondidas en las muñecas lanza su hilo de seda para balancearse entre edificios sin ningún esfuerzo? Pues os puedo decir que lo primero que a mí se me ocurre es pensar que es científicamente absurdo. Es del todo inverosímil que la picadura de una araña irradiada (que no es lo mismo que una araña radiactiva, aunque les pese a los guionistas), aunque le hubiera podido transferir a un humano parte de sus genes (los genetistas llamamos a este posible fenómeno transferencia genética horizontal), no podría haber generado nunca un humano transgénico de las características de Spiderman. No tiene ningún tipo de sentido biológico.
En cambio, sí que tiene mucho sentido generar sinergias entre disciplinas diversas para aprovechar nuestros conocimientos sobre arañas y otros bichos con el fin de implementar características deseables en, por ejemplo, robots o herramientas que tengan que ejecutar tareas concretas. Al fin y al cabo, la selección natural lleva millones de años actuando sobre las instrucciones genéticas de los organismos para generar soluciones óptimas o, cuando menos, compatibles con la vida (¡que no es poca cosa!). Un buen diálogo entre ingenieros y biólogos seguro que permite establecer una relación interdisciplinaria productiva.
Se ha generado un adhesivo multiuso inspirado en el mecanismo de adhesión de las salamanquesas a las paredes
En este contexto me llamó mucho la atención un artículo publicado a mediados del mes de mayo en la revista de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (PNAS) en quéeun grupo de investigación de ingenieros estudian el mecanismo que permite a las salamanquesas y geckos (de la familia de los gecónidos) escalar ágilmente las paredes de nuestra casa sin caer, incluso mientras corren por el techo boca abajo. No sé si alguna vez lo habéis probado, pero si los cogéis por su cuerpo esbelto cuando suben, cuesta mucho separarlos de la pared, ¡parece que se peguen con ventosas! Sin embargo, de hecho, lo que tienen es una disposición óptimamente alineada de millones de pelos microscópicos en las puntas redondeadas de los dedos, lo cual les permite adaptarse en cualquier superficie con un ligero cambio de presión de la piel, como si hicieran millones de "chupadas" a escala microscópica. Un pelo es tan pequeño que no tiene fuerza, pero millones de pelos juntos permiten aguantar todo el cuerpo del animal. Y eso que quizás puede parecer para algunos una cuestión trivial, resulta que hace tiempo que trae locos a los ingenieros que trabajan en aplicaciones de impresión 3D, robótica o manufactura de precisión: ¿cómo encontrar un adhesivo que sea al mismo tiempo resistente y reversible, para pegarse a superficies no planares, sin dejar ningún rastro? Pues bien, con un adhesivo que copia la estrategia natural de los geckos.
La proteína de la telaraña de una araña gigantesca es más resistente que cualquier material sintético
Los vídeos que acompañan el artículo (os quedaréis de piedra) muestran como un pequeño disco de goma blanda recubierto de "pelos" sintéticos que imitan los de los geckos puede coger objetos irregulares sin ningún tipo de problema, desde una taza por su asa en una bolsa de plástico llena de caramelos o un tomate, sin dejar ningún tipo de señal o marca sobre la superficie. Varias páginas web de ingeniería de nanomateriales se hacen eco y sería razonable pensar que también podríamos hacer guantes con este tipo de "adhesivo" para subir paredes como Spiderman.
Palma de la pata anterior de un gecónido donde se aprecia el patrón de disposición en renglones de los pelos microscópicos, que no se pueden observar a ojo / Pixabay
¿Y qué podemos decir de la resistencia del hilo de telaraña del cual el héroe se cuelga para volear entre edificios? Pues que hay arañas de verdad que lo ganan por goleada. El año 2010 se descubrió una nueva araña en la isla de Madagascar (pensamos que conocemos todas las especies animales del mundo, pero se calcula que de artrópodos, como insectos, arañas y crustáceos, quedan tantas o más especies por descubrir). Esta araña gigantesca (Caerostris darwini) tiene hembras que miden unos 2 cm de largo mientras que el macho mide poco más de medio centímetro, y practica unas costumbres sexuales que nos pueden parecer sorprendentes (incluyendo el sexo oral y el bondage practicados por el macho sobre la hembra y la emasculación o arrancamiento de los genitales masculinos y el canibalismo, practicados por la hembra sobre el macho). Pero lo que realmente es aquí relevante es que esta especie construye una telaraña que puede atravesar de lado a lado un río de unos 25 m de ancho (equivalente a la longitud de muchas piscinas) con una telaraña de casi 3 m2, que no sólo aguanta su peso, sino, incluso, el de más de 30 presas capturadas (mirad el vídeo de cómo la araña construye esta telaraña gigante). Aunque no lo podamos llegar a imaginar, el material proteico (¡porque el hilo de araña es proteína!) de esta telaraña gigante supera en resistencia, resiliencia y elasticidad cualquier material sintético diseñado por los humanos. Porque nos hacemos una idea, es 10 veces más resistente que el Kevlar, el material del cual se hacen los chalecos antibalas. ¡Diez veces más!
Muchos avances tecnológicos se originan de resultados de proyectos, a menudo despreciados, de ciencia básica
Y ahora viene donde entra la sinergia entre zoólogos, genetistas, biotecnólogos e ingenieros. Si cogemos este organismo (capaz de tejer la telaraña más grande y resistente del mundo), secuenciamos su ADN, más concretamente, secuenciamos el gen que codifica para la proteína de la cual está formada su telaraña superresistente, como el código genético es universal, entonces conoceremos exactamente la instrucción genética que determina cómo fabricar este material único. Incluso podríamos pensar en cómo introducir cambios para mejorarlo. Así, pues, como ingenieros genéticos, podremos introducir este gen, este ADN, codificando para el hilo de la telaraña, en cualquier otro organismo, por ejemplo en bacterias o levaduras, para producir cantidades industriales. Con esta proteína como material base, podemos hacer chalecos antibalas, claro está, pero también, podemos pensar en una miríada de materiales biomiméticos que necesitan estas características, como ahora cuerdas más resistentes y elásticas que el acero o, incluso, tendones o córneas para sustituir tejidos estropeados en las personas.
La investigación interdisciplinaria permite reunir conocimientos complementarios y crear sinergias
La próxima vez que penséis que la ciencia básica, como estudiar el hábitat y costumbres de las arañas o la manera en que las salamanquesas se mueven sin caer, no tiene mucha relevancia para la sociedad, y que quizás no hay que emplear muchos recursos en proyectos que no sean de ciencia aplicada, me gustaría que recordarais que muchos de los grandes avances tecnológicos se han conseguido "copiando" lo que la selección natural ha optimizado en la naturaleza, a partir de los resultados de proyectos, a menudo despreciados, de ciencia básica. Ninguna disciplina científica se vale por sí misma, pero podemos avanzar más rápidamente si trabajamos todos juntos. De aquí la importancia de la investigación interdisciplinaria en biología de sistemas y en sistemas complejos.
Y ahora sí, podemos pensar que no nos hace falta ninguna araña irradiada (que no radiactiva) para conseguir ser Spiderman, sólo nos hacen falta unos guantes y escarpines de "pelos de gecko" e hilos de seda de C darwini.