Naturaleza
Ciencia

Los científicos, asombrados: descubren que los elefantes tienen más de 1.000 ‘bigotes inteligentes’ en la trompa

  • Janire Manzanas
  • Graduada en Marketing y experta en Marketing Digital. Redactora en OK Diario. Experta en curiosidades, mascotas, consumo y Lotería de Navidad.

La trompa de los elefantes asiáticos alberga cerca de 1.000 vibrisas, cada una un filamento de queratina que funciona como un órgano táctil especializado. Según un estudio publicado recientemente en la revista Science, son estructuras con una arquitectura única que les permite transmitir información sensorial compleja al cerebro. El trabajo, liderado por el Departamento de Haptic Intelligence del Max Planck Institute for Intelligent Systems, confirma que la base de cada bigote es rígida, mientras que la punta es extremadamente flexible. Esta diferencia permite que cada vibrisa funcione como un sensor inteligente, ya que la ubicación del contacto a lo largo del pelo genera señales mecánicas diferentes.

«En la base de la trompa, los bigotes son gruesos, circulares, porosos y rígidos, pero a medida que avanzan hacia la punta se vuelven delgados, ovalados, densos y flexibles, lo que contrasta con los bigotes de la mayoría de los otros mamíferos. Esta combinación de estructura y forma contribuye a magnificar las señales que se transmiten a lo largo de la trompa», explica Marc S. Lavine.

El gran secreto de los bigotes de los elefantes

Para ilustrar el fenómeno, los investigadores imprimieron en 3D una versión ampliada de una vibrisa con base rígida y punta flexible. Al golpear diferentes objetos con esta réplica, las simulaciones por ordenador demostraron que cada bigote permite al elefante ajustar la presión al manipular alimentos, explorar cavidades o reaccionar ante obstáculos. Esto explica cómo pueden levantar objetos delicados, como ramas frágiles o incluso utensilios pequeños, sin dañarlos.

«Investigamos los bigotes que cubren la trompa del elefante asiático (Elephas maximus) y encontramos que están adaptados geométrica y mecánicamente para facilitar la percepción táctil, codificando la ubicación del contacto en la amplitud y frecuencia de la señal vibrotáctil que se siente en la base del bigote. Los bigotes del elefante emergen de la piel protegida de la trompa y presentan una transición desde una base gruesa, circular, porosa y rígida hasta una punta delgada, ovalada, densa y flexible.

Estos gradientes funcionales de geometría, porosidad y rigidez ajustan de manera independiente la neuromecánica del tacto en la trompa del elefante, permitiendo una manipulación extremadamente hábil».

En este contexto, la trompa se ha convertido en un sofisticado centro de exploración sensorial, un hallazgo que tiene un enorme potencial para la robótica y la ingeniería de sensores. Gracias a la reproducción de un sistema capaz de codificar información espacial sin necesidad de algoritmos complejos, sería posible simplificar el diseño de robots que manipulen objetos frágiles.

Perspectiva evolutiva

La trompa de los elefantes combina fuerza, movilidad y sensibilidad gracias a la musculatura y a los bigotes. Cada uno de ellos constituye un ejemplo de «inteligencia material», un concepto en ingeniería que describe cómo la propia estructura física de un objeto puede procesar información. Ahora, los científicos del Max Planck Institute planean estudiar cómo las señales de cada bigote se integran en la corteza cerebral de los elefantes. Conclusión

«Medimos la geometría, porosidad y rigidez del material desde la base hasta la punta de los bigotes de elefante e introdujimos estas propiedades en nuestro modelo de código abierto, que permite que las propiedades del bigote varíen longitudinalmente. Esta simulación se utilizó para comparar los bigotes de elefante con los de rata, los cuales presentan una rigidez de material uniforme a lo largo de su longitud. En contraste, los bigotes de elefante muestran tres gradientes funcionales independientes.

La geometría de los bigotes de elefante presenta una sección transversal ovalada y afilada, lo que facilita la flexión cuando la trompa se extiende entre obstáculos. La porosidad de los bigotes de elefante se caracteriza por una red de túbulos huecos en la corteza interna; esta microestructura similar a un cuerno en la base se fusiona con la punta densa del bigote. Una base porosa proporciona beneficios funcionales como reducción de masa y resistencia a impactos, similar a los cuernos de las cabras montesas.

Nuestro análisis de rigidez muestra que los bigotes de elefante pasan de una base rígida a una punta suave y flexible un cambio de dos órdenes de magnitud, aunque el vello corporal de los elefantes presenta una rigidez aproximadamente constante desde la base hasta la punta. El gradiente de rigidez de los bigotes de elefante proporciona dos beneficios clave sobre los bigotes homogéneos: reducción del estrés en la base durante grandes deflexiones y amplificación de las diferencias de señal a lo largo de la longitud del bigote, fortaleciendo la codificación de la ubicación del contacto», concluyen los investigadores.

En definitiva, los gradientes de geometría, porosidad y rigidez de los bigotes del elefante asiático parecen estar diseñados para potenciar la percepción táctil. Su geometría ovalada y cónica aumenta la interacción con las texturas y permite que se doblen preferentemente en ciertas direcciones; la transición de una base porosa a una punta densa reduce la masa, incrementa la frecuencia de resonancia del bigote y disminuye el riesgo de rotura; y el cambio de una base rígida a una punta flexible aumenta la deflexión de la punta y facilita la codificación del contacto a lo largo del bigote.