Divulgación y enseñanza de la ciencia

(PP-DC-165-LB) Las arañas y sus telarañas.

Vida de ecosistemas terrestres

Asesor: ABRIL LUNA

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Resumen

Resumen

A lo largo de este escrito mencionare características de las arañas, en función a su producción de telarañas; todo bajo la razón de mi gusto por el personaje spider-man.

Quien como conocemos en las películas, después de una picadura de araña intervenida en un laboratorio, es capaz de producir telaraña lo suficientemente resistente para cargar el propio peso del personaje. Y así columpiarse y sostener todo tipo de objetos. Mencionare si es posible que un ser humano es capaz de desarrollar estas habilidades como dicho superhéroe. Y mostrar cómo realizar una telaraña asemejando la que puede producir este personaje.

Pregunta de Investigación

¿Cuál es la resistencia de una telaraña tejida por una araña, y cuanto peso puede soportar?

Planteamiento del Problema

Las arañas son insectos comunes pero increíbles, conocer mejor la especie nos ayuda a entender su papel en el ecosistema.

Antecedentes

Las arañas son un conjunto de animales artrópodos muy abundante en todo el mundo y del que se conocen aproximadamente unas 45.000 especies diferentes. Las arañas tienen el cuerpo dividido en dos partes denominadas tagmas, y cuentan con cuatro pares de patas.

Por regla general son animales solitarios y depredadores de pequeños insectos a los cuales pueden dar caza a través de técnicas muy variadas. Algunas, de hecho, poseen potentes venenos los cuales una pequeña cantidad, puede acabar con la vida de un ser humano.

Son capaces de producir seda que usan para tejer sofisticadas telarañas principalmente con el objetivo de cazar, material compuesto de proteínas complejas, que utilizan para muy variadas funciones: cazar presas y envolverlas en ella; como adhesivo de otros materiales de construcción de túneles, trampillas, así como otras muchas utilidades. Ciertas especies de arañas crean un largo hilo que les sirve de vela para ser arrastradas por el viento.

¿Que es la telaraña?

Tejido de red que forma la araña con un hilo muy fino que produce ella misma, para desplazarse o capturar presas que quedan atrapadas en él.

Es una de las estructuras más increíbles de la naturaleza. A pesar de su ligereza, es capaz de parar el impacto de una abeja volando a gran velocidad sin deformarse, y de aguantar enormes pesos sin romperse.

El viento las guía o bien para cazar sus presas o para ir en una dirección determinada. Este fenómeno se conoce como vuelo arácnido. En el extremo posterior del abdomen se encuentran las glándulas secretoras de seda denominadas hileras, que producen un fluido que se solidifica al contacto con el aire (el fluido es una disolución concentrada de proteínas, cuya estructura se transforma justo antes de salir, convirtiéndose en una forma insoluble que rápidamente se deshidrata y constituye la fibra de seda).

¿Como se produce la telaraña?

Las telas de araña se forman a partir de la seda de araña que las arañas biosintetizan y secretan a través de sus glándulas de hilado, en la parte posterior del abdomen. Después de un tiempo, la seda pierde su adhesividad y, por lo tanto, será ineficaz para capturar presas. Incluso hay arañas que consumen su propia red diariamente para recuperar parte de la energía utilizada en el hilar.

Ciertas arañas tejen telas en forma de embudo, otras en forma de hoja e, incluso, otras tejen las telas espirales que son comúnmente asociadas con el orden. Estas telas pueden ser hechas con seda pegajosa de captura, o con seda “peluda” de captura, dependiendo del tipo de araña.

La capacidad de la telaraña para adaptarse a diferentes niveles de fuerza es la clave de su destacada estabilidad

La seda con la que son fabricadas las telarañas es considerada en biología como le material fibroso natural más resistente que existe, debido a sus propiedades moleculares, las cuales permiten crear filamentos de aproximadamente 0.004 milímetros de diámetro (más finos que un cabello humano) y cinco veces más resistente que un hilo de acero del mismo grosor.

Este material es tan elástico que puede estirarse entre 2 y 4 veces más que su longitud original, y tan fuerte que es capaz de soportar impactos violentos como el viento de un huracán.

Las arañas más evolucionadas han desarrollado la capacidad de producir diferentes tipos de seda. Estas sedas las secretan en diferentes glándulas y sus propiedades mecánicas difieren unas de otras.

Investigando un poco, descubro que la seda de araña más resistente es la secretada en la glándula “ampulácea mayor”. Esta tiene normalmente módulos de elasticidad mayor.

Y es que la seda de araña es tan útil que le sirve a la araña incluso para volar: suben a un lugar alto, inclinan el trasero hacia el cielo, lanzan un hilo largo de seda y dejan que la brisa las lleve. Algunas arañas alcanzan así alturas de 4.000 metros.

Las arañas que fabrican las telas más gruesas (0,01 mm) y las telarañas más grandes (2 metros de diámetro) son las arañas de seda de oro del género Nephila. Con todo, las telarañas más grandes con las construidas por las arañas comunitarias.

La seda que teje la araña es más fuerte y resistente que el acero del mismo tamaño. En ese caso la araña, que permanece al acecho con las patas extendidas sobre la red, capta las vibraciones y se acerca a su presa. Otras arañas cazan al acecho, en el suelo o sobre la vegetación, detectando a sus presas por las vibraciones del sustrato o con sus ojos, como hacen los licósidos y los saltícidos.

Las arañas no despedazan y tragan a sus presas, como hacen, por ejemplo, sus parientes los solífugos, sino que les inyectan veneno con sus quelíceros mientras las sujetan con sus patas y sus pedipalpos. Una vez paralizadas por el veneno les inyectan jugos digestivos, que producen una digestión externa del animal dentro de sus propios tegumentos, sorbiendo a continuación la papilla resultante. Por eso se observa a las arañas permanecer inmóviles durante largo rato mientras sujetan su presa inmóvil.

Las arañas tienen muchos depredadores en el ecosistema como diversas especies de aves, serpientes, sapos, lagartos, mamíferos y otros artrópodos depredadores como las avispas rojas, ciempiés, escorpiones, mantodeos y solifugos. Cuando se sienten amenazadas, levantan sus dos patas delanteras y sus queliceros. Cuando la amenaza se acerca, la araña muerde a su depredador con sus quelíceros utilizando el veneno más potente, ya que el veneno de la araña se compone por dos partes, una para poder paralizar a las presas de las cuales se alimentan, y la otra contra sus depredadores solo como defensa. Otros mecanismos defensivos son las telarañas y refugios que construyen como defensa y para poder capturar a sus presas. A pesar de que algunas de ellas tienen cuatro pares de ojos, la mayoría no gozan de un gran sentido de la vista. Viven aproximadamente durante un año y se encuentran en prácticamente todas las partes del mundo exceptuando la Antártida.

Todas las arañas, salvo las de la familia Uloboridae, son venenosas. En general son más venenosas las arañas que cazan activamente que las que capturan sus presas al acecho o por medio de una red. El producto que inyectan los quelíceros tiende a satisfacer dos propósitos: primero, la digestión externa de la presa, para que la araña absorba la papilla resultante; segundo, la inmovilización de las presas. Además, algunas arañas migalomorfas (tarántulas americanas) portan haces urticantes, que producen irritación cuando se tocan y pueden dañar severamente áreas delicadas, como los ojos.

Como regla general, las arañas son demasiado pequeñas para atravesar la piel humana con sus quelíceros. De las que pueden hacerlo la mayoría producen efectos someros y locales, pero unas pocas especies pueden producir intoxicaciones sistémicas severas o necrosis (muerte del tejido) localizadas pero extensas.

Las arañas más venenosas son las australianas, unas 35 especies localmente conocidas como arañas de embudo, por la forma de las entradas a las redes tubulares que fabrican. Los primates, incluidos los seres humanos, resultan ser excepcionalmente susceptibles al veneno de estas arañas, que en otros mamíferos producen efectos leves.

Hay dos grupos de arañas pequeñas cuyo veneno es menos potente, pero que por ser mas comunes originan más casos de envenenamiento. Se trata de las viudas negras, y de las “arañas violinistas o pardas”. Mientras que la mayoría de las picaduras de arañas son dolorosas, pero sin otras consecuencias perjudiciales, las picaduras por la araña parda o araña violín y otras clases de araña pueden poner en peligro la vida.

Existe también el gusano de seda que es capaz de producir un capullo hilado de seda. Los hilos de los gusanos de seda (que se emplean en la industria textil) son diez veces mas gruesos que los hilos típicos de una araña de jardín (de 0,003 mm de diámetro), sin embargo son la mitad de resistentes.

Objetivo

Conocer más sobre la especie y saber cómo y para qué tejen telarañas.

Justificación

La historia de mi personaje favorito Spider-man, surge por el piquete de una araña, por eso observo arañas constantemente y quiero saber más sobre ellas.

Hipótesis

Si las arañas tienen la capacidad de tejer telarañas, entonces  podemos conocer la función de estas.

Si conocemos la función que tienen las arañas y sus telarañas en el ecosistema, entonces podremos entender su función y cuidarlas.

Método (materiales y procedimiento)

Para comprobar los datos de la investigación sobre las arañas utilizamos los métodos de observación de telarañas, igualmente observamos arañas de patas largas (arañas patonas) en casa.

Recurrimos a la observación para evitar capturar o lastimar a la especie.

Lo cual nos arrojó como resultado que las telarañas son muy resistentes el doble de resistentes que los hilos de los gusanos de seda usados en la industria textil aunque estos son 10 veces más gruesos.

Las telarañas pueden aguantar sin partirse hasta 0,5 gramos, que se resume al propio peso de una araña, pero nos deja ver que son tan resistentes así como un cabello.

De igual manera recurrimos al método experimental para recrear una telaraña en semejanza a la que usa el personaje spider-man.

Ya que nuestros resultados presentaron nula posibilidad de crear telaraña, únicamente realizada

 

Materiales

Caja de cerillos vacía.

Cartón reciclado.

Hilo cáñamo.

Hojas de Papel.

Resorte pequeño de diámetro de 0.5cm.

Abatate lenguas.

Foamy.

Cinta adhesiva.

Pegamento.

Tijeras.

Un cerillo.

Velcro.

Pinturas para decoración.

Procedimiento.

Usando la caja de cerillos como base, con ayuda de una tira de papel de 5cm de ancho, se enrollara creando un tubo el cual se introducirá dentro de la caja de cerillos.

Se hará un orificio en la caja de cerillos del tamaño del tubo que realizamos con el papel, con la finalidad que logre salir de un extremo de la caja.

Dentro del tubo de papel introduciremos el resorte metálico.  Pegaremos la caja de cerillos a un cuadro de cartón del tamaño aproximado de nuestra muñeca de la mano. Después pintaremos la base y caja de cerillos, para una mejor presentación.

Ahora tomaremos el abatelenguas y cortaremos uno de los extremos redondos, reservándolo para utilizarlo mas adelante, después cortaremos el palito por la mitad. Justo por la union de los extremos que cortamos colocaremos cinta para hacer nuestro palito flexible.

Pegaremos el extremo redondo que cortamos al inicio, 2cm después de la union de los palitos para seguir permitiendo que el palito pueda doblarse sin dificultad.

Pintaremos esta estructura, para después pegarla a la base.

Por ultimo tomaremos el cerillo y le ataremos al extremo superior una punta del hilo cañamo, la otra punta del hilo la pegaremos en la parte inferior de la base principal. Y pegaremos en la base los velcros para que así se quede sujeto a la muñeca dé la mano.

Como decoración podemos agregarle una araña en la parte superior.

Galería Método

Resultados

A partir de esta investigación pude descubrir la importancia de las arañas y su increíble manera de sobrevivir y ser depredador en el mundo animal.

En resumen, criarlas en cautividad no es una tarea sencilla. Y no podríamos obtener telaraña para uso humano.

Por este motivo la única opción cercana a tener telaraña seria crear seda artificial en el laboratorio. Se ha probado a producir las proteínas de las seda en bacterias, levaduras, en células de insecto y hasta en  la leche de vacas y cabras.

Lo más fácil ha sido crear seda liquida con la que después crear diferentes materiales y estructuras.  Por el contrario, conseguir un hilo sintético  ha supuesto  todo un desafío. Pero finalmente,  en el 2017 se consiguió crear el primer hilo de seda de araña artificial imitando el proceso natural que ocurre en las glándulas.

Por tal razón realice mi propia versión de telaraña, ya que hemos comprobado que no es posible producirla nosotros.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Las arañas que encontramos comúnmente en casa (arañas de patas largas) son inofensivas, sus telarañas atrapan insectos comunes como moscas y mosquitos, incluso se alimentan de zancudos.

Sus telarañas cumplen la función de atrapar a sus presas para comer, son igualmente inofensivas

Tener arañas en casa es positivo, no debemos lastimarlas o matarlas, mientras sea controlado, una plaga de arañas puede indicar plaga de los insectos más comunes que ellas comen.

Las arañas prefieren evitar a las personas, Las picaduras son accidentales y muy raras, como método de defensa.

Aunque sus telarañas son muy fuertes, no pueden soportar un humano ni autos, su resistencia es proporcional al tamaño de la araña, el grosor depende de la especie y la fuerza dependerá de ambos factores y los objetivos de la araña.

Sin embargo una araña sí puede columpiarse y “volar” utilizando sus telarañas como lo veo con mi personaje favorito.

Los humanos somos una especie muy diferente a las arañas, y no podemos hacer telarañas. Aun con un conjunto de piquetes, no podríamos fabricar telarañas.

Bibliografía

https://www.xatakaciencia.com/biologia/la-tela-de-arana-capaz-de-detener-en-seco-un-reactor-jumbo

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2012/02/120202_clave_telarana_resistencia_adz

https://www.muyinteresante.com.mx/preguntas-y-respuestas/resistencia-fuerza-elasticidad-estudios-telaranas-seda-aracnida/

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20130226/54367168221/la-tela-de-arana-es-suficientemente-fuerte-como-para-detener-un-tren-en-movimiento.html

https://elpais.com/tecnologia/2004/04/26/actualidad/1082968081_850215.html

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography