Vivir en una Burbuja de Aire Subacuático

Cientos de especies de insectos pasan gran parte de su tiempo bajo el agua, donde pueden tener mayor facilidad para obtener comida que fuera de ella. Un grupo de matemáticos ha deducido ahora cómo exactamente logran respirar estos insectos bajo el agua sin ser criaturas subacuáticas en el sentido estricto.

Gracias a su cubierta exterior, que repele al agua, cuando estos insectos se sumergen atrapan una fina película de aire alrededor de sus cuerpos. Esta burbuja no sólo sirve como un tanque de oxígeno, sino que también permite que los insectos absorban el oxígeno del agua circundante.
Algunos se han adaptado a la vida subacuática empleando esta burbuja a manera de pulmón virtual. Gracias a ella, los insectos pueden permanecer bajo el agua indefinidamente, y bucear a tanta profundidad como 30 metros, según los resultados del estudio realizado por John Bush, profesor de matemáticas aplicadas en el MIT, y por Morris Flynn, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Alberta. Incluso algunas especies, como la Neoplea striola, la cual es nativa de Nueva Inglaterra, hibernan bajo el agua todo el invierno.
Este fenómeno fue observado por vez primera hace muchos años, pero los autores del nuevo estudio son los primeros en calcular la profundidad de inmersión máxima y en describir cómo las burbujas permanecen intactas aunque los insectos se sumerjan a más profundidad, donde las presiones amenazan con aplastarlos.El nuevo estudio demuestra que existe un delicado equilibrio entre la estabilidad de la burbuja y las necesidades respiratorias del insecto.
La estabilidad de la burbuja de aire es mantenida por pelos ubicados en el abdomen del insecto, los cuales ayudan a repeler el agua de la superficie. Los pelos, además de una cubierta superficial cerosa, evitan que el agua inunde los espiráculos (los pequeños agujeros abdominales para la respiración en los insectos).El espaciado entre estos pelos es de importancia crítica: cuanto más cerca estén los pelos, mayor será la estabilidad mecánica de la burbuja, y mayor presión soportará sin colapsarse. Sin embargo, la estabilidad mecánica se logra pagando un precio. Si los pelos están demasiado cercanos, no habrá suficiente área superficial a través de la cual respirar.Como esta burbuja actúa como un pulmón externo, esta área superficial debe ser lo bastante extensa para facilitar el intercambio de gases.Los investigadores desarrollaron un modelo matemático que toma estos factores en cuenta y permite predecir la gama de posibles profundidades de inmersión. En sus análisis, han encontrado que no sólo existe una profundidad máxima por debajo de la cual la burbuja se colapsa, sino que también existe una profundidad mínima por encima de la cual la burbuja no puede satisfacer la demanda respiratoria del insecto.


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