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Las arañas son criaturas fascinantes. Son maestras constructoras que tejen
hábilmente hilos de seda en intrincadas telas. Las arañas fabrican sus telas
con seda, una fibra natural hecha de proteínas.
La complejidad
geométrica y la estereotipia de las telas de araña han despertado desde hace
tiempo el interés por su origen algorítmico. Entender cómo estas criaturas de
cerebro pequeño crean proyectos de construcción de tan alto nivel requiere
documentar y analizar los comportamientos y las habilidades motoras
implicadas.
Sin embargo, hacerlo es una tarea difícil, ya que
requiere capturar y registrar las acciones.
Ahora, científicos de
la Universidad Johns Hopkins han desvelado los secretos de la tela de araña.
Utilizando la visión nocturna y la inteligencia artificial, los científicos
rastrearon y grabaron todos los movimientos de las arañas. Han podido
identificar cómo las arañas construyen las telas.
Han creado un
libro de jugadas o algoritmo de construcción de telas que explica cómo las
arañas crean estructuras con elegancia, complejidad y precisión geométrica.
El
autor principal, Andrew Gordus, biólogo del comportamiento de la Johns
Hopkins, dijo: "Hemos definido toda la coreografía de la construcción de
telas, lo que nunca se había hecho para ninguna arquitectura animal con una
resolución tan fina".
Para este estudio, los científicos estudiaron una araña
tejedora de orbes, nativa del oeste de Estados Unidos, lo suficientemente
pequeña como para sentarse cómodamente en la punta de un dedo. El equipo
observó a las arañas durante el trabajo nocturno de construcción de la
telaraña utilizando un escenario de nuevo diseño con cámaras y luces
infrarrojas. Esta instalación permitió a los científicos vigilar y grabar a
seis arañas cada noche mientras construían sus telas. También pudieron seguir
los millones de acciones individuales de las patas con un software de visión
artificial diseñado explícitamente para detectar el movimiento de las
extremidades.
El autor principal, Abel Cover, un estudiante de
posgrado que estudia la construcción de telas y la neurofisiología, dijo:
"Incluso si se graba en vídeo, son muchas patas que hay que seguir, durante
mucho tiempo, a través de muchos individuos. Es demasiado repasar cada
fotograma y anotar los puntos de las patas a mano, así que entrenamos un
software de visión artificial para detectar la postura de la araña, fotograma
a fotograma, de modo que pudiéramos documentar todo lo que hacen las patas
para construir una telaraña entera".
Según Gordon, "aunque la
estructura final sea un poco diferente, las reglas que utilizan para construir
la telaraña son las mismas. Todas utilizan las mismas reglas, lo que confirma
que las reglas están codificadas en sus cerebros. Ahora queremos saber cómo se
codifican esas reglas a nivel de las neuronas".
En el futuro, los
científicos determinarán qué circuitos del cerebro de la araña son
responsables de las distintas etapas de la construcción de la telaraña.
Fuentes, créditos y referencias:
Abel Cover et al. Distinct movement patterns generate stages of spider web building. DOI: 10.1016/j.cub.2021.09.030