Muchos insectos secretan unas sustancias químicas llamada feromonas con objeto de alertar a sus congéneres de un peligro, marcar el territorio o atraer a posibles parejas. Las feromonas viajan muchas veces distancias muy largas para alcanzar su objetivo, haciendo del mensaje que transportan muy frágil ante movimientos turbulentos del aire y la competencia de otros estímulos olfativos. Sin embargo, comprender cómo se propagan las feromonas en circunstancias reales puede ser muy útil si se las usa para controlar especies invasivas o aquellas que transmiten enfermedades.
Este tipo de problema no es nada sencillo de abordar, puesto que implica el estudio de la física de fluidos turbulentos, por una parte y, por otra, a la neurobiología. Antonio Celani, del Institut Pasteur (Francia), y sus colaboradores han desarrollado una aproximación basada en la mecánica estadística para descifrar un enigma entomológico: cómo puede el sistema olfativo de las polillas macho detectar las feromonas emitidas por las polillas hembra a cientos de metros de distancia. Los investigadores presentan su solución en Physical Review X.
Celeni et al. usan métodos lagrangianos para trazar las trayectorias de las feromonas en el flujo de aire turbulento. Con esta información son capaces de determinar la intensidad y duración de las señales de feromonas. La teoría fue contrastada con simulaciones numéricas, experimentos de laboratorio y datos observacionales de polillas en libertad.
Pueden detectar feromonas a 1 km de distancia si están en el “como de detección”.
Encontraron que las feromonas emitidas por las polillas hembra pueden ser percibidas por un macho a un kilómetro de distancia siempre que esté en lo que se llama “cono de detección”. También descubrieron que las señales de feromonas se detectan más frecuentemente como “tufillos” intermitentes que duran tan solo unos pocos milisegundos, con periodos más largos (desde unos pocos milisegundos a decenas de segundos) en los que los niveles de feromona caen por debajo del umbral de sensibilidad de los insectos.
Este trabajo sienta las bases para el desarrollo de protocolos de laboratorio para el estudio de las respuestas olfativas en situaciones de libertad. Desde el punto de vista más aplicado contribuirá a diseñar en el futuro sistemas de propagación de feromonas que permitan el control efectivo de la capacidad de aparearse de determinadas especies dañinas.
Referencia: Antonio Celani, Emmanuel Villermaux, and Massimo Vergassola (2014) Odor Landscapes in Turbulent Environments Phys. Rev. X 4, 041015.
* Este artículo es parte de ‘Proxima’, una colaboración semanal de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV con Next. Para saber más, no dejes de visitar el Cuaderno de Cultura Científica.
