Descubren por qué la seda de araña es 5 veces más fuerte que el acero

Macho adulto de araña ermitaña parda. (Crédito imagen: Wikipedia).

La vida pluricelular comenzó en la Tierra hace entre 3.000 y 3.500 millones de años aproximadamente. Desde entonces, ese maravilloso proceso selectivo al que llamamos evolución, mediante mutaciones aleatorias y un incesante “prueba y error” ha obrado auténticos milagros con los que nuestra incipiente tecnología no puede ni soñar.

Pongamos el ejemplo del acero. Sin duda un logro de nuestro tiempo, que permite la creación de cables tan largos y resistentes como para fabricar puentes atirantados capaces de salvar distancias de casi un kilómetro y medio. ¡Minucias! Nuestras arañas fabrican sedas cinco veces más resistentes que el acero. Salvando la diferencia de escala, si un humano fuera capaz de fabricar una telaraña con un hilo de seda de un grosor proporcional a su tamaño, la tela desplegada podría atrapar a un avión de pasajeros.

¿Cómo es posible? ¿Dónde está el secreto? Dos investigadores, el profesor Hannes Schniepp y su estudiante de doctorado Qijue Wang, ambos del Departamento de Ciencias Aplicadas del College of William & Mary (Williamsburg, Virginia, EEUU) acaban de descubrir el secreto que permite a las hebras de seda de la araña obtener su potencia.

Al parecer, la seda arácnida no es un ente continuo sino que se compone de miles de hebras más pequeñas unidas entre sí. El estudio se centró en el análisis de la seda producida por la araña ermitaña parda (Loxosceles reclusa), un arácnido típico del este de EEUU. Empleando un microscópico de fuerza atómica, descubrieron que el hilo producido por la ermitaña parda, que es 1,000 veces más fina que un cabello humano, se compone en realidad de miles de nano-hebras, cada una de las cuales tiene un diámetro de apenas 20 millonésimas de milímetro.

Al igual que un cable diminuto, cada fibra de seda se compone enteramente de nano-hebras dispuestas en paralelo, que miden al menos un micrómetro de largo. Puede parecer una longitud ridícula, pero a su escala cada nano-hebra es al menos 50 veces más larga que ancha, y podrían extenderse más aún.

Pese a que hacía bastante tiempo que se había propuesto la idea de que la seda de araña se componía de hebras nanométricas, hasta ahora no ha habido pruebas de que demostrasen que toda ella se componía – única y exclusivamente – de estas nanofibras.

El secreto del éxito de este trabajo consiste en la elección correcta de la especie de araña a analizar, ya que a diferencia de la mayoría (que producen fibras de seda cilíndricas), la ermitaña parda produce una seda única en forma de cinta plana, lo cual ha facilitado su examen bajo las potentes lentes del microscopio de fuerza atómica.

Estructura de la seda de la araña ermitaña parda. (Crédito imagen: Schniepp & Wang / ACS Macro Letters).

Anteriormente, esta pareja de investigadores había demostrado que esta araña refuerza sus hebras de seda principales con una técnica especial de volteado. Equipada con una glándula hiladora diminuta, esta araña norteamericana teje aproximadamente 20 micro-vueltas en cada milímetro de seda que expele, lo que fortalece su pegajoso carrete de hilo y evita que se colapse.

A pesar de que otras especies no fabriquen fibra con forma de cinta plana, ni empleen esta técnica de volteado, los autores del trabajo creen que este estudio podría ayudar a explorar la estructura de la seda de esas otras arañas. Quién sabe si inspirándose en las soluciones que la naturaleza ha diseñado tras 3.000 millones de años de evolución, los humanos seamos capaces de diseñar nuevos materiales con aplicaciones en la medicina y en la ingeniería.

Por desgracia Spiderman es un personaje de ficción, lo que podría explicar por qué hemos fracasado hasta la fecha a la hora de fabricar seda arácnida sintética. Tal vez el trabajo de Schniepp y Wang nos ayude en el futuro a replicar uno de los materiales más resistentes creados jamás por la naturaleza. Sin duda uno de los mayores desafíos tecnológicos que tenemos por delante.

Piénsalo y trata con respeto a estas criaturas cuando te aproximes, escoba en mano, a limpiar sus telarañas.

El trabajo de Schniepp y Wang se acaba de publicar en la revista ACS Macro Letters.

Me enteré leyendo Science.