Un vídeo a cámara lenta revela cómo el aguijón de una abeja melífera emplea un mecanismo de doble pistón para inyectar veneno a sus contrincantes tras haberse separado de su cuerpo. Estos hallazgos se han publicado esta semana en la revista Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS).

El equipo de expertos descubrió que los diminutos aguijones –de dos milímetros– funcionaban como sofisticadas microbombas de doble pistón, capaces de introducirse en la piel de la víctima de forma autónoma.

Según cuenta a SINC la líder del estudio e investigadora de la Universidad Macquarie (Australia), Fiorella Ramírez-Esquivel, las abejas tienen una serie de estructuras en sus aguijones para introducirse de manera independiente. Entre ellas se encuentran el saco del veneno, las glándulas que secretan feromonas de alarma, los músculos que bombean el tóxico e incluso un tejido neural que coordina la secuencia de activaciones musculares necesarias en este proceso.

“El aguijón solo puede picar de forma autónoma durante un breve periodo de tiempo tras haberse separado del cuerpo de la abeja”, informa la autora. “En concreto, bombea veneno entre medio minuto y dos minutos. Después se queda sin energía y deja de moverse”, explica.

A cámara lenta

Ya se sabía desde hace más de cien años que las bolsas de veneno de las abejas melíferas se vaciaban en una cámara con pequeños elementos llamados válvulas, pero hasta el momento no se conocía como funcionaban de forma exacta. Ahora, los expertos saben que después de clavar su aguijón y dejar atrás parte de su cuerpo, esta pequeña herramienta de ataque sigue penetrando la piel de sus víctimas.

Para ello, los investigadores fomentaron que las abejas picaran un gel transparente que imitaba la piel humana. Después, grabaron el proceso a cámara lenta y vieron la acción automática de los aguijones.

Observaron que esta diminuta ‘arma’ contaba con dos lacetas afiladas y puntiagudas que se deslizaban hacia atrás y hacia delante sobre un sistema de raíles con un movimiento similar al de una sierra recíproca. Este movimiento permitía que el aguijón se introdujera de forma más profunda en la piel.

Asimismo, cada una de ellas tenía una válvula acoplada dentro de la cámara de bombeo, lo que sugería que adaptaban su forma de manera dinámica. El aguijón se sellaba durante la ’bajada del pistón’ para generar la presión necesaria para el bombeo y, a continuación, se colapsaba durante el movimiento ascendente con la intención de facilitar su llenado y minimizar el reflujo.

Microbombas

“Mientras una válvula bombea veneno en su movimiento descendente, la otra se encuentra preparada para expulsarlo cuando le llegue su turno”, explica Ramírez-Esquivel. “Se trata de una forma inusual de construir una bomba, ya que implica que los pistones deben ser muy maleables y capaces de cruzarse y pasar uno junto al otro en el centro de la cámara”.

Los investigadores exploraron más a fondo la mecánica y el flujo del aguijón mediante escáneres de microtomografía computarizada para imprimir en 3D un modelo funcional a mayor escala —o pequeño robot— de la cámara bulbosa y las lancetas, lo que confirmó las características de este ciclo de bombeo.

Los autores concluyen que el diseño de estos aguijones podría servir de inspiración para el desarrollo de microbombas con posibles aplicaciones en tecnologías médicas poco invasivas y microfluídicas.

“El diseño de la bomba es bastante inusual, ya que cuenta con dos pistones en una única cámara de bombeo. Creemos que esto contribuye a generar un flujo continuo de líquido, lo que podría resultar ventajoso en diversas aplicaciones”, expone Ramírez-Esquivel. “A medida que los estudios sigan avanzando, el diseño del aguijón podría diversificarse en aplicaciones como bombas médicas para la administración de fármacos”, concluye la experta.