Se ha explorado aproximadamente el 20% del océano, y grandes porciones (sobre todo en las profundidades marinas) no han sido cartografiadas. ¿Y si la clave para explorarlas no fuera un submarino de mil millones de dólares, sino una medusa a la deriva con un microchip?
Nicole Xu, ingeniera mecánica de la Universidad de Colorado en Boulder, lleva años analizando las translúcidas medusas luna. Estas criaturas gelatinosas y sin cerebro son más antiguas que los dinosaurios, y para una ingeniera, resultan fascinantes.
Contrariamente a la creencia popular, las medusas no flotan sin rumbo. Son nadadoras débiles, pero capaces de detectar corrientes y nadar contra ellas. De hecho, las medusas luna se encuentran entre los nadadores más eficientes de la Tierra. Por cada caloría que queman, pueden viajar más lejos en el agua que casi cualquier otro animal. Xu dedicó años a recrear sus movimientos. Entonces, se dio cuenta de que, en lugar de construir costosas máquinas que imitaran a las medusas, podría simplemente trabajar con las originales.
Cómo hacer una medusa cyborg
Xu colocó diminutos dispositivos similares a marcapasos que estimulan los músculos de las medusas. Ella puede controlar estos dispositivos, moviéndolos a la izquierda, derecha, arriba o abajo. Con sensores adicionales, estas “medusas cíborg” podrían infiltrarse en lugares a los que incluso los robots más avanzados les cuesta llegar, como la oscuridad aplastante de las profundidades marinas.
“Piensen en nuestro dispositivo como un marcapasos en el corazón”, dijo Xu. “Estimulamos el músculo natatorio provocando contracciones y girando a los animales en una dirección determinada”.
En pruebas de laboratorio y en las primeras pruebas de campo, Xu y su equipo han logrado guiar medusas a través de aguas poco profundas frente a Massachusetts. Ahora, en un nuevo estudio publicado en Physical Review Fluids, han presentado otro avance: el uso de partículas de almidón biodegradable en lugar de trazadores sintéticos tóxicos para visualizar cómo las medusas se propulsan en el agua. Esto significa que los científicos pueden estudiar a los animales sin dejar residuos dañinos en el océano. Pero este no es el único equipo de investigación que se acerca a esta idea.
A medio mundo de distancia, investigadores japoneses están profundizando en esta idea. En un artículo reciente de Nature Communications, científicos describieron cómo aprovechar la “inteligencia incorporada” de las medusas: la eficiencia innata moldeada por 500 millones de años de evolución. Al combinar diminutos electrodos con modelos de aprendizaje automático, predijeron y guiaron los movimientos de las medusas con una precisión sorprendente. Esto sugiere un futuro en el que las medusas biohíbridas podrían navegar de forma autónoma, combinando el instinto natural con el control digital.
Por qué esto es importante
La idea es conectar pequeños paquetes de sensores a la campana de la medusa (el cuerpo en forma de paraguas). Estos serían dispositivos ligeros e impermeables que podrían medir parámetros como el pH, la salinidad, la temperatura y más. Las medusas actuarían básicamente como estaciones meteorológicas móviles bajo el agua.
Normalmente, las medusas no se molestan mucho en nadar y se dejan llevar por las corrientes. Pero si se puede guiarlas hacia zonas de interés, los datos que recopilan son aún más importantes. Esto es importante porque no sabemos mucho sobre el océano y porque el cambio climático está en pleno auge.
El océano está cambiando rápidamente. A medida que se calienta y se vuelve más ácido, los ecosistemas se transforman de maneras que los científicos apenas pueden rastrear. Las herramientas de investigación tradicionales, como los submarinos robóticos o los sensores de aguas profundas, son caras y limitadas. Un enjambre de medusas exploradoras, vivas y de bajo costo, podría recopilar datos cruciales sobre temperatura, pH y niveles de oxígeno en lugares a los que los humanos casi nunca llegan.
Xu también cree que las medusas podrían inspirar la próxima generación de vehículos submarinos, que se desplazan con la gracia y la agilidad de sus contrapartes biológicas. “Hay algo realmente especial en la forma en que nadan las medusas luna”, dijo. “Queremos aprovechar eso para crear vehículos submarinos de nueva generación más eficientes energéticamente”.
¿Es esto ético?
La visión es audaz. Tener una flota de medusas brillantes flotando silenciosamente en el abismo, transmitiendo mapas en tiempo real de la química oculta del océano, es emocionante. Esto podría mostrarnos cómo el cambio climático está transformando el mar en tiempo real, rastrear la contaminación que se propaga a través de las corrientes o incluso guiar el diseño de tecnologías verdes inspiradas en los nadadores más eficientes de la naturaleza. Pero combinar dispositivos electrónicos con animales vivos plantea cuestiones espinosas.
¿Sienten dolor las medusas? Carecen de cerebro y nociceptores, los receptores que advierten a los mamíferos del peligro, pero aun así pueden responder al estrés. El laboratorio de Xu observa señales como el exceso de producción de moco o la interrupción de la reproducción. Hasta ahora, sus medusas parecen sanas (pequeños pólipos están brotando en sus acuarios), pero ella insiste en que la ética debe guiar la investigación.
“Como investigadores, es nuestra responsabilidad considerar estas consideraciones éticas desde el principio”, dijo Xu. “Pero, por lo que sabemos, las medusas están bien. Están prosperando”.
Por ahora, las medusas de Xu laten suavemente en sus tanques, sin saber que pronto podrían convertirse en pioneras de una era de exploración completamente nueva. Los más antiguos vagabundos del mar podrían convertirse en los ojos más nuevos de la humanidad en las profundidades.
El estudio fue publicado en la revista Physical Review Fluids.
Fuente: ZME Science.
