Hace más de un siglo, El escritor estadounidense Mark Twain observó un fenómeno curioso en Mono Lake, justo al este del Parque Nacional de Yosemite:una enorme cantidad de moscas pequeñas se arrastraban bajo el agua para alimentarse y poner huevos, pero cada vez que resurgieron, parecerían completamente secos.

En sus memorias de viaje Roughing It, Twain escribió:"Puedes mantenerlos bajo el agua todo el tiempo que quieras; a ellos no les importa, solo están orgullosos de ello. Cuando los dejas ir, salen a la superficie tan secos como un informe de la oficina de patentes, y se alejan tan despreocupadamente como si hubieran sido educados especialmente con miras a brindar entretenimiento instructivo al hombre de esa manera en particular ".

El biólogo de Caltech Michael Dickinson, Esther M. y Abe M. Zarem Profesores de Bioingeniería y Aeronáutica, se sintió igualmente intrigado por estas llamadas moscas buceadoras —conocidas científicamente como Ephydra hians— durante unas vacaciones en Yosemite hace 22 años. Ahora, el investigador principal de un laboratorio que se especializa en vuelo de insectos, Dickinson se asoció con el ex becario postdoctoral de Caltech Floris van Breugel (ahora en la Universidad de Washington) para estudiar el misterioso comportamiento de las moscas del Lago Mono.

Los dos ahora han caracterizado las adaptaciones únicas de la mosca Mono Lake y los mecanismos que utiliza para gatear bajo el agua sin mojarse. El trabajo se publica en un artículo en la edición del 20 de noviembre de procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Mono Lake tiene un ecosistema muy delicado y único, ", dice van Breugel." Los conservacionistas han luchado duro para evitar su pérdida. Nos interesaron las moscas del lago Mono no solo porque su comportamiento es tan inusual, sino porque son una especie crucial para el ecosistema y la red trófica del lago. Las moscas de Mono Lake son un componente crucial para el ecosistema local, actuando como fuente de alimento para arañas y aves migratorias y nidificantes ".

Mono Lake no es un lago de agua dulce promedio. No solo es tres veces más salado que el océano, también está lleno de carbonato de sodio y bórax, que es esencialmente detergente para la ropa. El alto pH del agua le da un aspecto resbaladizo, textura casi aceitosa.

Ningún pez u otros vertebrados sobreviven en Mono Lake, aunque abundan las algas y las bacterias. Por lo tanto, por una mosca, las profundidades del lago pueden parecer atractivas:no hay depredadores y hay mucha comida. Sin embargo, Primero, solo hay un obstáculo que superar:cómo mantenerse seco mientras está bajo el agua.

A algo del tamaño de una mosca diminuta, la tensión superficial del agua es poderosa, convirtiéndolo en una trampa pegajosa mortal. Todos los insectos deben ser repelentes al agua, o hidrofóbico, para convivir con la lluvia y el rocío en sus ambientes. La mayoría puede lograr esto luciendo una capa de pelos cortos y erizados cubiertos de una sustancia cerosa, lo que les permite repeler el agua en su mayor parte.

Sin embargo, debido a su peculiar composición química, El agua de Mono Lake es particularmente buena para romper las defensas peludas de un insecto promedio. Van Breugel y Dickinson descubrieron que esto se debe a que la superficie del lago contiene una capa delgada de iones carbonato cargados negativamente. Cuando una mosca normal se acerca demasiado al agua, los iones son atraídos por cargas positivas en la piel de la mosca y el agua se tira entre los pelos protectores, mojando la mosca.

Entonces, ¿Cómo puede el lago Mono, sumergirse y mantenerse seco en lo que Dickinson llama "quizás el agua más húmeda del mundo"?

Usando una combinación de video de alta velocidad y mediciones de micro-fuerzas en las que sumergieron moscas en una variedad de soluciones químicas diferentes, van Breugel y Dickinson descubrieron que la mosca del lago Mono crea una burbuja protectora de aire alrededor de su cuerpo cuando se arrastra hacia el agua del lago. Esta burbuja es el resultado de un fenómeno extremo de repelencia al agua llamado superhidrofobicidad. Las moscas pueden hacer esto, los investigadores descubrieron, porque son más peludas que la mosca promedio y cubren sus cuerpos y pelos con ceras que son particularmente efectivas para repeler el agua rica en carbonatos. También tienen grandes garras en sus pies, que les permiten gatear sobre rocas bajo el agua mientras resisten la fuerza de flotación natural de la burbuja. Notablemente, la burbuja no encierra los ojos de la mosca, permitiendo que la mosca vea bajo el agua sin el efecto distorsionador de la burbuja.

El equipo comparó el rendimiento de las moscas de Mono Lake con una variedad de moscas diferentes, incluyendo algunos parientes cercanos. Ninguna otra mosca podría sumergirse en el agua del lago Mono sin mojarse a un grado que haría poco probable escapar del lago. Adicionalmente, cuando las moscas del lago Mono se enjuagaron brevemente con un disolvente (hexano) para disolver su cera, perdieron la capacidad de formar una burbuja superhidrofóbica, sugiriendo que las ceras de la mosca son críticas para este fenómeno.

"No es que las moscas de Mono Lake hayan desarrollado una forma nueva y única de permanecer hidrofóbicas, es que han amplificado las herramientas normales que usan la mayoría de los insectos, "dice Dickinson." Es sólo un concierto espectacular. No hay nada bajo el agua que te coma y tienes toda la comida que quieras. Solo tienes que sumergirte en quizás el agua más difícil para mantenerte seco del planeta. Lo descubrieron y así poder disfrutar de una historia de vida extremadamente única. Es sorprendente cómo la evolución de cambios físicos y químicos a pequeña escala puede permitir que un animal ocupe un nicho ecológico completamente nuevo ".

Los próximos pasos para el proyecto, según Dickinson, son amplias.

"Podríamos ir en la dirección de la ciencia de los materiales y estudiar la química de las ceras que usan los insectos, ", dice." Pero también hay algo de neurobiología realmente interesante:es algo increíblemente extraño que una mosca se arrastre deliberadamente bajo el agua ".