Descubren por qué las libélulas siempre capturan a sus presas

Las libélulas son unos insectos fascinantes. Están sobre la Tierra antes de que aparecieran los primeros dinosaurios. El fósil más antiguo es del Carbonífero, hace unos 320 millones de años. La vegetación estaba entonces dominada por bosques de grandes helechos sobrevolados por libélulas primitivas gigantes, con una envergadura alar de unos 70 centímetros, algo más grande que una paloma. Estas libélulas, del tamaño de un cernícalo o un gavilán eran, como algunas rapaces, excelentes cazadoras. Y lo siguen siendo.

Casi nada pasa desapercibido a los enormes ojos compuestos de las libélulas, cuyo campo de visión alcanza casi los 360 grados. Tampoco hay presa que escape a sus rápidas y precisas acrobacias en el aire. A velocidades que llevan a los 50 kilómetros por hora, pueden girar bruscamente, pararse (cernirse) en pleno vuelo o incluso volar hacia atrás.

Con estas aptitudes no es extraño que el 95% de las veces logren atrapar a su presa. En medio segundo, como un relámpago, completan la maniobra que consiste en atacarle desde abajo y asirla con sus patas.

Y para el elevado porcentaje de éxito en sus cacerías, las libélulas hacen complejas predicciones comparables a los que llevan a cabo los bailarines de ballet, según un estudio publicado en Nature. Hasta ahora este tipo de control sobre el movimiento, que incluye la predicción de la trayectoria de sus presas y de su propio cuerpo cuando realiza acrobacias, así como las reacciones a cambios imprevistos, sólo se habían demostrado en vertebrados. Ahora, con este hallazgo, las libélulas, uno de los cazadores más certeros del reino animal, se han puesto en el punto de mira de los neurobiólogos, que ven en ellas, un modelo ideal para estudiar comportamientos complejos.

Detalles de la caza

Investigadores del Instituto Médico Howard Hughes han utilizado técnicas de captura de movimiento para rastrear los detalles de la persecución que estos insectos realizan cuando detectan una presa y han visto que sus movimientos están guiados por modelos internos que prevén la trayectoria de su presa. Algo parecido a lo que hace una bailarina de ballet cuando se coordina con su pareja de danza en un salto. En ambos casos, hay de predecir hacia dónde se dirige el movimiento para poder interceptarlo con la mayor precisión. Y para lograrlo, su mente anticipa como crece la imagen (de la bailarina o la presa) a medida que se aproxima, de manera que pueda adelantarse a reacciones inesperadas (como un tropiezo o el cambio de dirección de la presa, respectivamente).

Agazapadas en la vegetación, las libélulas escrutan la vegetación en espera de una presa para lanzarse sobre ella en el momento adecuado con una alta probabilidad de éxito. Para ello cuenta con una gran agudeza visual y unos reflejos excelentes. Estos últimos se deben unas neuronas visuales especializadas en detectar el movimiento y en poner el marcha los músculos de las alas casi automáticamente.

Además, los autores del trabajo han descubierto que las libélulas no se limitan en su vuelo a reaccionar a los movimientos de sus presas, como hace un misil que persigue un blanco en movimiento o cualquiera de nosotros cuando nos lanzan un balón.

Aunque reaccionan a algunas de las maniobras de las presas que intentan escapar, las libélulas siguen la ruta de vuelo de sus presas, ligeramente desde abajo, para evitar ser vistas. Además, su cabeza y su cuerpo se mueven de forma independiente, de forma que la cabeza mantiene siempre a su presa en el punto de mira, mientras que el cuerpo maniobra para lograr la mejor orientación para la captura.

Animación por ordenador

En busca de una imagen más completa, Leonardo y su equipo pasaron varios años elaborando un sistema para hacer un seguimiento de los movimientos del cuerpo de una libélula, cuando intercepta a su presa. Su estrategia se basa en la misma tecnología de captura de movimiento que se utiliza para traducir los movimientos de los actoresen la animación por ordenador: marcadores reflectantes colocados en diferentes partes del cuerpo - en este caso, la cabeza, el cuerpo y las alas - y una cámara de alta velocidad que graba los destellos de luz reflejados por cada marcador cuando los insectos se mueven. 

Para averiguar los secretos de los certeros movimientos de las libélulas mientras perseguían a una mosca de la fruta o una presa artificial, los investigadores se centraron en el seguimiento de la orientación de la cabeza y el cuerpo de la libélula.

Cuando analizaron los videos, estaba claro que las libélulas no respondían simplemente a los movimientos de la presa. En lugar de ello, hacían giros estructurados para ajustar la orientación de sus cuerpos, incluso cuando la trayectoria de sus presas no cambiaba. "Esos giros estaban guiados por la representación interna que la libélula tiene de su cuerpo y porque sabe que tiene que girar su cuerpo y alinearlo con la trayectoria de vuelo de la presa de una manera particular", explica Anthony Leonardo, que lidera la investigación.

Esos cambios en la orientación son un desafío para el depredador. "La libélula está dando un montón de vueltas sobre sí misma. Esos giros generan mucho movimiento aparente de la presa. Si todo gira, ¿cómo puede ver a su presa?", se preguntaba Leonardo. Sorprendentemente, los científicos encontraron que la libélula mueve su cabeza para mantener la imagen de su presa siempre centrada en el ojo, a pesar de la rotación de su propio cuerpo y deben ser planificados de acuerdo con las predicciones del insecto sobre cómo estabilizar la imagen de su presa.

Los movimientos observados son tan precisos que mantienen la imagen de la presa fija en el punto de mayor agudeza de los ojos de la libélula durante toda la persecución. Eso permite a la libélula recibir dos canales de información sobre su presa, explica Leonardo. El ángulo entre la cabeza y el cuerpo sigue el movimiento previsto de la presa, mientras que el sistema visual detecta cualquier movimiento inesperado cuando la presa se aleja de su posición en el punto de mira. Esto dota a la libélula de una combinación muy elegante de control basada en modelos predicción y reacción.