Haz un viaje en 3-D dentro de las entrañas de un tiburón

El interior de un tiburón está lleno de curiosidades, comenzando con filas de dientes laboriosos que pueden ser reemplazados por otros nuevos a lo largo de su vida. Pero bastante más abajo en el tracto digestivo, de hecho, justo antes de que termine el tiburón, se encuentra otra estructura extraña: el intestino en espiral, una intrincada escalera hecha de carne de tiburón.

Los científicos han especulado que los tiburones tienen intestinos de formas tan intrincadas que ralentizan la digestión y se sacan hasta la última caloría de sus presas. Incluso puede ser una de las razones por las que los tiburones pueden pasar mucho tiempo entre comidas.

Pero el miércoles en las Actas de la Royal Society B, los investigadores publicaron una de las miradas más detalladas de esos intestinos espirales hasta el momento al girar un escáner de tomografía computarizada en ellos, revelando las complejas geografías internas de más de 20 especies de tiburones. Después de llenar los intestinos con líquido, también hicieron un descubrimiento: algunos de ellos funcionan como versiones naturales de una válvula que Nikola Tesla patentó en 1920, extrayendo líquido hacia adelante en una dirección sin partes móviles.

Samantha Leigh, profesora asistente de la Universidad Estatal de California en Dominguez Hills que dirigió el nuevo estudio, dijo que los investigadores que estudian los intestinos espirales de los tiburones a menudo se refieren a un conjunto de dibujos anatómicos de 1885. O pueden disecar los intestinos ellos mismos, estropeando la integridad estructural del órgano al servicio de una mirada más cercana. Para ver las estructuras completas, ella y sus colegas extrajeron con cuidado los intestinos de numerosas especies de tiburones y los fotografiaron en un escáner de TC.

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Los intestinos espirales de los tiburones vienen en cuatro sabores: una espiral básica, una serie anidada de embudos que apuntan en una dirección, una serie anidada de embudos que apuntan en la otra dirección y lo que se llama un intestino en espiral, donde las vainas en capas se anidan entre sí. En las tomografías computarizadas, los verticilos y pliegues de las estructuras se ven claramente.

No parecía importar lo que comiera un tiburón en lo que respecta a la forma de su intestino: los tiburones cabeza de sombrero, que comen tanto plantas como otros animales, tenían un intestino en espiral, al igual que los tiburones martillo carnívoros.

Luego, los investigadores conectaron algunos intestinos en espiral a tubos y observaron cómo una mezcla de agua y glicerol fluía a través de ellos. Descubrieron que, de hecho, el líquido se movía más lentamente a través de la espiral que a través de una sección recta del intestino del tiburón, lo que respalda la idea de que los intestinos en espiral ayudan a los tiburones a alargar su tiempo de digestión.

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Sin embargo, también encontraron que los intestinos del embudo tenían una dirección preferida para el flujo. El líquido que entra por un extremo fluye mucho más lentamente que el líquido que entra por el otro, lo que implica que dentro del animal, el intestino funciona como una calle de un solo sentido. En los mamíferos, las contracciones musculares producen este efecto. Pero en los tiburones, la estructura del intestino en sí puede ayudar.

De hecho, la forma del intestino del embudo recuerda los lazos de la válvula Tesla, una especie de tubería patentada por el inventor serbio-estadounidense.

“El propósito de la válvula era producir flujo en una dirección sin el uso de piezas mecánicas adicionales o energía adicional adicional”, dijo el Dr. Leigh. “Eso parece muy similar a cómo se forman estos intestinos de tiburón”.

Las estructuras perfeccionadas por eones de evolución pueden inspirar a los ingenieros: los filtros espectacularmente desatascados de la mantarraya, por ejemplo, pueden proporcionar una forma de filtrar la contaminación plástica antes de que llegue a las vías fluviales. En el caso de los intestinos de los tiburones, dijo el Dr. Leigh, quien también estudia los efectos de la contaminación por microplásticos en los peces, es posible que más información sobre cómo funcionan los intestinos también sirva de información a los filtros.

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“Mi esperanza es descubrir cuáles son estas morfologías particulares para avanzar, qué son buenas para filtrar”, dijo el Dr. Leigh. Quizás en algún lugar a lo largo de la línea, los intestinos de los tiburones podrían inspirar herramientas para ayudar a eliminar los plásticos del agua de forma pasiva, solo en virtud de la forma en que están construidos.