Un equipo de investigadores de la Universidad de Kiel, en Alemania, realizó una simulación computarizada de la epidermis de un gecko y determinó que las diminutas protuberancias similares a pelos pueden disminuir la pérdida de agua entre 2 y 3 veces, siempre que cuenten con pequeñas terminaciones en forma de tapa. El hallazgo, difundido a través de la revista Biointerphases, analizó cómo se comportan el aire y el vapor sobre esa superficie rugosa.
El estudio se enfoca en geckos que habitan en desiertos y matorrales áridos, lugares donde el líquido vital es escaso y conservar la humedad resulta crucial para la supervivencia. La piel de estos reptiles no solo actúa como barrera física, sino que su microtextura genera un microambiente que retiene el agua cerca del cuerpo.
La capa externa de los geckos contiene queratina, una proteína resistente que también forma las uñas humanas. Pero al observarla con aumento, la superficie no es lisa: presenta crestas, recubrimientos grasos y prolongaciones filiformes que modifican el flujo de aire y vapor.
Las terminaciones de los pelos retienen vapor cerca de la superficie
Para entender el mecanismo, el equipo creó un modelo digital ampliado de la epidermis. Simplificaron la estructura como una base plana cubierta por filas de pequeñas protuberancias rígidas y separadas. En este diseño, el vapor de agua ascendía desde la base, quedaba atrapado momentáneamente entre esas estructuras y, al superarlas, el aire en movimiento lo arrastraba.
Las dimensiones del modelo se tomaron de un estudio de 2015 sobre la cutícula de estos reptiles. Cada protuberancia medía cuatro veces su ancho en altura, y la distancia entre dos de ellas equivalía a unos 0,7 centímetros de su longitud.
Los científicos compararon dos variantes de la capa externa: una con las puntas de las protuberancias lisas y otra con una especie de tapita en la cima. En ambos casos, parte del vapor quedó atrapado y el aire generó pequeños remolinos cerca de la piel. Sin embargo, las tapitas dificultaron aún más la salida del vapor, manteniendo mayor humedad pegada a la superficie.
“El efecto se hizo especialmente evidente cuando se añadieron tapas a los pilares, lo que produjo un microambiente húmedo más estable y redujo sustancialmente la evaporación”, explicó el biólogo Stanislav Gorb, del Departamento de Morfología Funcional y Biomecánica de la Universidad de Kiel.
La forma de la superficie altera el movimiento del aire
La simulación reveló que las protuberancias no reducen la evaporación simplemente porque aumentan el área superficial. De hecho, una zona externa más extensa podría favorecer el secado. El verdadero efecto radica en cómo la rugosidad modifica el desplazamiento del aire y del vapor en el entorno inmediato del cuerpo.
Según Gorb, “las simulaciones sugieren que la arquitectura tridimensional de la superficie controla activamente el transporte local de aire y vapor”. En la parte frontal de los pilares, expuesta al viento, el vapor se elimina con rapidez. En cambio, detrás y entre esas estructuras la humedad se acumula.
Este comportamiento está vinculado con la capa límite, una fina capa de aire que se mueve lentamente junto a cualquier superficie. La rugosidad la vuelve más gruesa, por lo que el vapor debe recorrer una distancia mayor antes de escapar y puede quedar retenido en los espacios entre los pelos.
“La nanoestructura genera una capa límite, lo que significa que las moléculas de agua que abandonan la superficie rebotan muchas veces en el espacio confinado, y algunas de ellas regresan”, señaló Gorb. El mismo principio interviene en la evaporación del sudor humano, que disminuye cuando el aire permanece quieto.
El resultado todavía debe comprobarse en geckos vivos
El modelo no reproduce todas las condiciones de un animal real. Se considera una superficie seca y no incluye el agua que podría ascender desde el interior de la piel. Tampoco incorpora la película aceitosa de lípidos que, según un estudio de 2020 publicado en Ecology and Evolution, está relacionada con la capacidad de autolimpieza de los geckos.
Además, el análisis se realizó en dos dimensiones, como si fuera un corte transversal, y no una representación tridimensional completa. Por ello, la reducción de evaporación calculada no permite determinar qué proporción del agua diaria de un ejemplar podría conservarse.
Gorb aclaró que la estimación del modelo todavía no permite calcular qué parte del agua que un gecko necesita cada día podría ahorrar gracias a esa menor evaporación. Para lograrlo, hacen falta mediciones en animales vivos sobre la cantidad de agua que pierden por la piel y la que consumen diariamente.
Como próximo paso, el equipo planea comparar superficies artificiales fabricadas con el mismo material, unas con pilares cubiertos y otras descubiertas, para verificar si las primeras se secan más lentamente. Otra prueba pendiente consiste en examinar piel mudada de un gecko, con el fin de contrastar la simulación con una capa externa biológica real.
Fuente: Infobae