El diseño de las telarañas

En el libro de Job se habla de aquellos que se olvidan de Dios y se dice que: su esperanza será cortada, y su confianza es tela de araña (Job 8:14). El término hebreo significa literalmente “casa de araña”, de ahí la pertinencia del versículo siguiente: Se apoyará él en su casa, mas no permanecerá ella en pie (Job 8:15). Es evidente que las telarañas, o casas de las arañas, no pueden soportar el peso del ser humano. Éste solo puede morar en sólidas viviendas construidas para cobijarle convenientemente. Sin embargo, Job quiere decir que la persona que menosprecia a Dios y no le tiene en cuenta, por muy estable que sea su morada o por abundantes que sean sus posesiones materiales, a la hora de la verdad, no encontrará verdadero apoyo para su vida.

El autor del libro más antiguo de la Biblia parece estar familiarizado con las telarañas. De hecho sus diseñadoras, las arañas, actúan como auténticos ingenieros del mundo natural desde la noche de los tiempos. Es sabido que, de las más de 46.500 especies conocidas pertenecientes al orden Araneae, casi la mitad elaboran telas para capturar a sus presas. Las demás también producen seda pero con otras finalidades: largos hilos para dejarse transportar por el viento, túneles que tapizan la entrada a su guarida, herméticas tapaderas, envolturas que protegen la puesta de huevos o material para envolver los pequeños animales recién capturados. 

La seda de las arañas es más resistente que el acero del mismo grosor, posee mayor elasticidad que la goma y es más pegajosa que cualquier cinta adhesiva fabricada por el hombre. Tales propiedades se deben a unas complejas proteínas existentes en el fluido que expulsan por las glándulas llamadas hileras. Se trata de las denominadas espidroínas (del término inglés spider, araña). Dicho fluido se solidifica al entrar en contacto con el aire, convirtiéndose en una seda insoluble gracias a su completa deshidratación. Es el material de construcción más eficaz que se conoce y que, hasta ahora, no ha podido ser imitado por la tecnociencia humana. El principal inconveniente para ello es reproducir, mediante ingeniería genética, las sofisticadas proteínas ricas en información que contiene la seda de las arañas y también de insectos como los gusanos de seda. A pesar de que estas proteínas tienen un gran tamaño, casi el doble que la mayoría de las proteínas humanas, no se han podido replicar todavía. Lo cual indica la complejidad y sofisticación del diseño bioquímico que posee la seda de las arañas.

Se sabe que cuando toda la telaraña se somete a ciertas presiones sólo se rompe un hilo para que el resto se mantenga intacto. Esto ha sorprendido a los científicos pues no es así como suelen comportarse las estructuras de ingeniería construidas por el ser humano[1]. Cualquier hilo de la tela puede ser sacrificado y romperse para que todos los demás permanezcan enteros. El secreto de esta cualidad reside en la particular estructura molecular de la seda, que es capaz de cambiar sus propiedades mecánicas mientras se estira, frente a presiones producidas por el aire o por cualquier animal. Se requiere mucha fuerza para romper el hilo de seda porque sus proteínas se mantienen juntas mediante pegajosos enlaces de hidrógeno. 

Además, la fina microestructura de la seda de las telarañas está perfectamente diseñada para recoger las gotas de agua que satisfarán las necesidades hídricas del arácnido[2]. Existe un patrón único de nanofibrillas alternantes que recogen y canalizan el agua del rocío. Algo que sólo funciona cuando la seda se moja, no en seco, y que tampoco se da en ninguna otra fibra artificial como, por ejemplo, el nilón. Las telas de las arañas pueden enseñar muchas cosas sobre el diseño molecular a los ingenieros humanos, pero la cuestión es, ¿cómo apareció la estructura íntima de la seda por primera vez? 

Una típica telaraña de jardín puede tener entre 20 y 60 metros de hilo de seda, producido por un pequeño arácnido de tan solo dos centímetros. Pero este hilo no es uniforme sino que se torna especialmente pegajoso en aquellas partes diseñadas para atrapar insectos. Es más consistente en los radios que se dirigen al centro de la telaraña y que sujetan a los hilos pegajosos, así como en los tensores externos que sostienen toda la red. Se vuelve más delgado y sensible en los llamados “hilos de señales” que transmiten las vibraciones desde las presas atrapadas hasta las patas de la araña y, por último, también le sirven a ésta para indicarle el camino a la telaraña desde su refugio habitual. Todos estos diferentes hilos de seda se construyen mediante diversas combinaciones de las proteínas implicadas[3]. Algo parecido a lo que hacen los niños con las piezas del juego del Lego, con pocos materiales obtener muchas funciones o diseños distintos. De ahí que la construcción de la red de la telaraña esté desde el principio orientada a una forma concreta, determinada por el ambiente en el que se va a construir, con el fin u objetivo de ser eficaz para capturar pequeñas presas en ese lugar. Por tanto, existe una finalidad determinada en cada telaraña.

Los hilos de señales, mencionados anteriormente, sirven para que la araña tenga información detallada de la presa que se debate en la red. El arácnido puede determinar con exactitud, desde el centro de la telaraña, tanto el ángulo como la distancia a la que se encuentra la presa. Para ello, usan la misma técnica que solemos emplear los humanos al detectar la fuente de algún sonido. De la misma manera que la diferencia en la intensidad del sonido, que llega a nuestros oídos, nos sirve para ubicar la fuente emisora del mismo, las arañas hacen algo parecido pero con la intensidad de las vibraciones de los hilos de señales que les llegan a sus ocho patas. No obstante, el algoritmo que se requiere para procesar la información de ocho sensores es mucho más complicado que el que se necesita para los dos únicos sensores auditivos nuestros. Pero, además, las arañas son capaces de almacenar las coordenadas de la localización exacta en la telaraña de al menos tres presas diferentes[4].

No existen dos telas de araña que sean idénticas. Tal como se ha señalado, esto se debe a que cada animal adecúa su telaraña al lugar en el que va a cazar. Los puntos de anclaje son diferentes en cada sitio. El número de radios puede variar en función de la superficie total de la trampa. El inicio de la espiral pegajosa dependerá del lugar del que parten los radios más largos. Todo esto indica que cada telaraña es como una obra de arte, individualizada y característica[5]. Lo cual significa que las arañas poseen la habilidad de realizar un mapa de cada lugar y circunstancia con la finalidad de aplicar un diseño adecuado de la telaraña. ¿Cómo ha podido un minúsculo animal, con un cerebro relativamente pequeño, desarrollar semejantes capacidades?[6]

Desde la perspectiva evolucionista, se han propuesto varias hipótesis para explicar el origen de la seda en las arañas. Sin embargo, ninguna ha logrado una aceptación general. Los datos pertenecientes a más de 50 géneros de arácnidos, introducidos en las computadoras, dieron como resultado 16 árboles filogenéticos diferentes[7]. Especies que están muy alejadas en dichos árboles resulta que fabrican una seda casi idéntica. Esto ha llevado a concluir a los aracnólogos que posiblemente varios tipos de redes sean el producto de una evolución convergente[8]. Es decir, que un mismo tipo de seda haya evolucionado varias veces en especies no relacionadas entre sí. Sin embargo, semejante “explicación” evidencia el gran acto de fe que demanda el evolucionismo naturalista. Si ya es difícil que la sofisticada seda apareciera por mutaciones al azar una única vez, cuanto más lo sería que semejante milagro se hubiera repetido de la misma manera en varias ocasiones. Se trata de una explicación muy poco convincente que parece aceptarse sin más. Como si ponerle un nombre (evolución convergente) explicará lo increíble de la coincidencia. 

Hoy por hoy, no existe ninguna razón de peso para suponer que la extraordinaria complejidad e información de los hilos de seda se haya forjado lentamente mediante un proceso ciego de evolución por selección natural. Más bien, se trata de unas estructuras que evidencian características propias de la ingeniería inteligente y la planificación. El diseño de las telarañas demanda un Diseñador que trascienda a la araña y a la propia naturaleza.

Notas

[1] Ver aquí.

[2] Zheng et al, 2010, Directional water collection on wetted spider silk, Nature, 463, 640-643.

[3] Altounian, V., Pennisi, E. & Service, R. F., A Spinner’s Secrets, Science, 358 (October 2017): 292, ver aquí.

[4] Heinrich, B., 2014, The Homing Instinct: Meaning & Mystery in Animal Migration, Mariners Books, New York, p. 50.

[5] Gould, J. L. & Gould, C. G., 2012, Animal Architects: Building and the Evolution of Intelligence, Basics Books, New York, p. 52-53.

[6] Se sabe que algunas especies de araña poseen cerebros que no les caben en el cefalotórax y se extienden también por el interior de las extremidades. Ver aquí. 

[7] Scharff, N. 1997, A phylogenetic analysis of the orb-weaving spider family Araneidae (Arachnida, Araneae), Zoological Journal of the Linnean Society, 120: 355-434.

[8] Fernández, R., Kallal, R. J., Dimitrov, D., Ballesteros, J. A., Arnedo, M. A., Giribet, G. & Hormiga, G., 2018, “Phylogenomics, Diversification Dynamics, and Comparative Transcriptomics across the Spider Tree of Life”, Current Biology, Volume 28, Issue 9, Pages 1489-1497.e5