Las serpientes son conocidas por deslizarse sobre el suelo. Sin embargo, uno de los misterios que más ha intrigado a los biólogos tiene que ver con otra de sus habilidades: cómo algunas de ellas, especialmente las culebras arborícolas, logran mantener hasta el 70 % de su cuerpo erguido a pesar de no tener extremidades.
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Un nuevo estudio publicado en la revista The Royal Society Interface intenta responder esa pregunta. El equipo de investigación, liderado por Ludwig A. Hoffmann, profesor de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard, combinó herramientas de biología, física y matemáticas para entender cómo estos animales logran ese equilibrio.
Los investigadores, explican en un comunicado, encontraron que la explicación está en una interacción precisa entre los músculos de la serpiente, la gravedad y la capacidad del animal para percibir la forma de su propio cuerpo.
Hoffmann, en el comunicado, agrega que especies como las serpientes arborícolas marrones y las pitones de matorral pueden elevarse casi de manera vertical para salvar grandes distancias entre ramas. En algunos casos, incluso logran mantener más de dos tercios de su cuerpo suspendidos en el aire.
Lo sorprendente, a sus ojos, es que, a diferencia de los animales con extremidades que pueden sostenerse con huesos rígidos, el cuerpo de las serpientes es blando, flexible y tiende a doblarse bajo su propio peso. Entonces, anota, surge la pregunta y es: ¿cómo consiguen mantenerse erguidas sin caerse?
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Para intentar responderla, el equipo siguió con detalle minucioso el movimiento de estos animales y analizó su actividad muscular. Tras examinar los datos, descubrieron que la estrategia que utilizan es más simple de lo que parecía.
En lugar de poner rígido todo el cuerpo, estas serpientes concentran la flexión y el esfuerzo muscular en una pequeña zona cercana a la base, justo en el punto donde el cuerpo se separa de la superficie en la que están apoyadas.
“Por encima de esa zona, la serpiente permanece casi perfectamente vertical, donde la gravedad produce muy poco torque de flexión”, explican los investigadores y agregan que “este control localizado reduce drásticamente la energía necesaria para mantenerse erguida, sin perder el equilibrio”.
Para comprobar lo que estaban observando, el grupo desarrolló un modelo matemático que representa a la serpiente como un filamento elástico activo, es decir, que sea una estructura flexible capaz de percibir su propia forma y reaccionar mediante contracciones musculares.
A partir de ese modelo, los científicos exploraron dos posibles formas de control del movimiento. La primera es la retroalimentación local, en la que los músculos reaccionan directamente a la curvatura del cuerpo, volviéndolo más rígido. Y la otra es el control óptimo, donde los músculos trabajan coordinadamente a lo largo de todo el cuerpo para gastar la menor cantidad de energía posible.
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Estos dos mecanismos logran reproducir la postura característica en forma de “S” que adoptan las serpientes cuando se levantan. Pero, dicen los investigadores, el modelo mostró que la estrategia óptima requiere mucho menos esfuerzo muscular.
“Lo más difícil no es levantar el cuerpo, sino mantenerse erguido”, explica Hoffmann y comenta que, aunque se necesitan fuerzas musculares moderadas para adoptar la postura vertical, se requiere mucho más esfuerzo para estabilizar el cuerpo y evitar que se caiga.
Este fenómeno es comparable a intentar equilibrar un péndulo invertido. “Lo que ayuda a explicar el balanceo lento y suave que suelen mostrar las serpientes cuando están erguidas”, asegura y aclara que todavía queda trabajo por hacer, pues se necesitan más mediciones y observaciones para comprender completamente este comportamiento.
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