¿Cómo sobreviven estos peces amazónicos a los mordiscos de las pirañas?

Hace poco, un equipo de investigadores de un laboratorio de biomecánica de California diseñó la que podría haber sido la lucha de agua dulce más desigual de todos los tiempos. En una esquina estaba la piraña de vientre rojo, el terror de dientes afilados del Amazonas. En la otra, la coridora de tres bandas, un siluro que mide casi 2,5 centímetros de largo.

La piraña arrinconó a la coridora, abrió sus fauces y propinó uno, dos y hasta diez mordiscos. Sin embargo, la coridora se escurrió y salió nadando sin inmutarse, quizá un poco molesta.

«Ni siquiera se sobresaltó, no se fue nadando a toda velocidad», cuenta Misty Paig-Tran, profesora adjunta de ciencias biológicas de la Universidad del Estado de California en Fullerton, con una sonrisa de admiración. «Lo único que se me ocurrió fue: “¿Pero qué haces? Deja de arruinarme el día”».

¿Cómo puede este pececillo soportar tal ataque? Según una investigación reciente publicada en la revista científica Acta Biomaterialia, el secreto se encuentra en su armadura: unas escamas especializadas de colágeno y mineral que les permiten enfrentarse a adversarios muy superiores. Los investigadores esperan que los humanos podamos imitar estas escamas para fabricar materiales más fuertes y ligeros, como una armadura corporal.

Enfrentarse a pirañas y vivir para contarlo

La coridora de tres bandas pertenece al grupo taxonómico llamado Callichthyidae, el de los «siluros con armadura», y pasa sus días nadando junto a las riberas arenosas y los fondos lodosos del Amazonas y sus afluentes. Utiliza sus bigotes cubiertos de papilas gustativas para buscar alimentos.

Con una longitud de 2,5 o 5 centímetros, algunos grandes depredadores, como las nutrias gigantes y los delfines rosados, pueden engullir enteros a estos peces. Pero en el caso de las pirañas —sobre todo las más pequeñas que suelen interesarse por estos siluros—, las escamas de la coridora proporcionan una ventaja a la criatura.

En el transcurso del estudio, las coridoras de tres bandas fueron introducidas en el mismo tanque que unas pirañas de vientre rojo criadas en cautividad. Andrew Lowe, que ahora es ayudante de investigación de la Universidad Chapman, supuso que las probabilidades de la coridora eran más bien escasas: los vídeos de acuariófilos alimentando a sus pirañas revelan que un mordisco en el abdomen puede bastar para desgarrar a peces sin armadura de tamaño similar.

En cambio, las coridoras resistieron. Blandieron las espinas afiladas de las aletas pectorales y la espalda para alejar a las pirañas de la principal grieta de su armadura: la zona que rodea las branquias, donde un mordisco certero puede provocar la decapitación.

Normalmente las pirañas atacaban a la cola, pero tenían dificultades para atravesar la armadura de las coridoras. Cuando lo conseguían, tenían que morder una media de ocho veces para perforar la armadura de la cola. A las pirañas les costó aún más atravesar las escamas abdominales de las coridoras; solo lo lograron un 20 por ciento de las veces, con una media de 10 mordiscos hasta perforarlas.

Al final, tres de las pirañas se rindieron tras los ataques fallidos, mientras que las otras siete pirañas lograron despachar a sus presas. Con todo, estos resultados se produjeron cuando las pirañas tenían todas las oportunidades que querían para atacar y la coridora, ningún lugar al que huir. En el medio natural, el agua turbia y las plantas ofrecen muchos escondrijos para un pez, indica Lowe.

«Solo tienen que mantener intacta la armadura hasta que la piraña las libere», afirma Paig-Tran. Si escapan sin daños en los órganos internos, «vivirán para enfrentarse a otra piraña otro día».

Copiando a la coridora

A diferencia del pez arcoíris o el beta, que son peces de acuario habituales, las escamas de la coridora no son redondeadas. Se parecen más a una baraja de cartas dispuesta en abanico: largas y delgadas, colocadas en dos hileras verticales que le cubren el cuerpo. Y aunque las escamas de la mayoría de los peces vivos están compuestas de odontoblastos, las células que crean nuestros dientes, las escamas de la coridora constan de osteoblastos, las células responsables de fabricar hueso.

Estas escamas, también denominadas escudos o placas, son bastante duras. Pero Lowe señala que, en realidad, lo que proporciona ventaja a este pez es una parte blanda de la armadura. Cada escudo consta de dos capas: una superficie dura y mineralizada y una red de tejido hecho de colágeno, la misma proteína que hace que nuestra piel sea elástica y forma el armazón de los huesos.

Las superficies duras —sobre todo las delgadas, como los espejos o los platos— son propensos a ser frágiles y a romperse con el estrés. Aunque el mineral duro de los escudos dificulta que los dientes de la piraña agujereen a la coridora, esa capa blanda es la que ayuda a absorber la fuerza de los mordiscos para impedir que se rompa la escama.

Marc Meyers, ingeniero de materiales de la Universidad de California, San Diego, que no participó en el estudio, dice que los resultados de Lowe son intrigantes. «La armadura dérmica ha evolucionado muchas veces en la naturaleza» y cada una está adaptada específicamente a la lucha entre depredador y presa de la ecología local, señala Meyers. Añade que está ansioso por examinar la nanoestructura de la parte blanda del escudo de la coridora.

Si la coridora es un peso pluma, el peso pesado del Amazonas sería la arapaima, que pesa unos 90 kilogramos y puede medir hasta dos metros. Meyers y su equipo han estudiado a este pez durante una década. La armadura de la arapaima utiliza colágeno dispuesto en capas retorcidas complejas que diseminan la presión. El colágeno de la coridora podría ser como el de la arapaima en miniatura o podría tratarse de una estructura totalmente nueva, señala Meyers.

Los humanos han intentado desvelar cómo funcionan las armaduras de los peces durante miles de años e incluso las han utilizado para diseñar armaduras. Paig-Tran menciona las intrincadas corazas de escamas de la dinastía Han y los escitas como ejemplos de intentos de imitar la naturaleza, algo que se conoce como biomímesis.

En la actualidad, los investigadores creen que la interfaz de capas duras y blandas de especies de peces como la coridora podría servir de plantilla para crear armaduras más ligeras y flexibles. Equipos de todo el mundo han probado armaduras de escamas de pez elaboradas con polímeros impresos en 3D, vidrio y cerámica perforada, y recientemente un grupo del Imperial College London creó un prototipo de escamas de polímeros microdelgados reforzados con fibra de carbono que, intactos, resistían una carga un 46 por ciento superior que una capa continua del polímero de fibra de carbono.

Paig-Tran dice que no le sorprende que este «tanquecito del Amazonas» les lleve ventaja a los inventores humanos. Al fin y al cabo, llevan haciendo esto durante millones de años.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.