10 cosas que la naturaleza hace mejor que nosotros

La naturaleza está llena de soluciones ingeniosas: hojas que cambian de color, plantas que resucitan, girasoles con reloj interno, termiteros con aire acondicionado y abejas que resuelven problemas matemáticos.

Estos diez datos explican cómo funcionan esos fenómenos, qué han descubierto los científicos sobre ellos y cómo inspiran a ingenieros y arquitectos.

DATO 10Las hojas cambian de color porque pierden clorofila

En otoño, las hojas de muchos árboles cambian del verde al amarillo, naranja y rojo. Pero los amarillos y naranjas no aparecen de repente: siempre estuvieron ahí. Las hojas contienen varios pigmentos. El más abundante es la clorofila, de color verde, que usan para hacer la fotosíntesis, es decir, para captar la luz del sol y convertirla en energía. Pero también contienen carotenoides, pigmentos amarillos y anaranjados, los mismos que dan color a las zanahorias, que ayudan a captar la luz y protegen a la hoja del exceso de sol. Durante la primavera y el verano, hay tanta clorofila que su color verde oculta a los carotenoides.

Cuando llega el otoño, los días se acortan y bajan las temperaturas. Los árboles caducifolios, los que pierden las hojas en invierno, se preparan para el invierno: dejan de producir clorofila y la descomponen para recuperar sus nutrientes, como el nitrógeno y el magnesio, que guardan en el tronco y las raíces para usarlos en primavera. Al desaparecer la clorofila, que es menos estable que los carotenoides, el verde se desvanece y aparecen los amarillos y naranjas que estaban ocultos, como en los álamos, los abedules o los ginkgos.

Los rojos y morados, en cambio, sí se producen en otoño. Se deben a otros pigmentos, las antocianinas, los mismos que dan color a las cerezas, los arándanos o la col lombarda. Muchos árboles, como los arces, los robles americanos o los zumaques, fabrican antocianinas en otoño a partir de los azúcares que quedan en las hojas, sobre todo cuando hay días soleados y noches frías, pero sin heladas. ¿Para qué producir un pigmento nuevo si la hoja va a caer? Hay varias hipótesis. La más aceptada es que las antocianinas funcionan como un protector solar: protegen las hojas de la luz intensa mientras el árbol recupera los nutrientes, y reducen el daño por frío. Otra hipótesis, propuesta por el biólogo William Hamilton en 2001, sugiere que el color rojo es una señal para los insectos, como los pulgones, que indica que el árbol está sano y bien defendido, para que no pongan sus huevos en él. Esta hipótesis es más discutida.

Los marrones aparecen cuando todos los pigmentos se descomponen y quedan los taninos, sustancias de color pardo, como en muchos robles.

Al final, en la base de cada hoja se forma una capa de células llamada capa de abscisión, que la separa de la rama, y la hoja cae. Perder las hojas en invierno permite a los árboles ahorrar agua y energía, porque en invierno el agua del suelo puede estar congelada, y la luz es escasa, y evita daños por el peso de la nieve. Los árboles perennes, como los pinos, en cambio, mantienen sus hojas, en forma de agujas con una capa cerosa, que resisten mejor el frío.

El colorido del otoño depende del clima: un otoño con días soleados, noches frescas y suficiente humedad produce los colores más intensos, mientras que la sequía o las heladas tempranas los apagan. Por eso algunos años el otoño es más espectacular que otros. Regiones como Nueva Inglaterra, en Estados Unidos, Canadá, Japón o, en España, la Selva de Irati en Navarra, el hayedo de Tejera Negra o el bosque de Muniellos, son famosas por sus colores otoñales. En Japón, contemplar las hojas rojas de los arces en otoño es una tradición, llamada momijigari.

El cambio climático está alterando el calendario del otoño: en muchas regiones, las hojas cambian de color y caen más tarde que hace décadas, porque los otoños son más cálidos.

Por qué importa. Los colores del otoño revelan pigmentos que estaban ocultos o que se fabrican para proteger la hoja, y muestran cómo los árboles se preparan para el invierno.

DATO 9Un árbol solo crece en altura por las puntas

Los árboles crecen en altura gracias a unas zonas de células que se dividen activamente, llamadas meristemos, situadas en las puntas de las ramas y del tronco, y en las puntas de las raíces. Estos son los meristemos apicales. El resto del tronco no se estira: una vez formado, se mantiene a la misma altura, aunque se haga más grueso. Por eso, si clavas un clavo en el tronco de un árbol a un metro del suelo, el clavo seguirá a un metro del suelo durante toda la vida del árbol, aunque el árbol crezca muchos metros más. Lo mismo ocurre con las ramas bajas, con los columpios colgados de un árbol o con las iniciales grabadas en la corteza por una pareja de enamorados: no suben con los años.

Mucha gente piensa que un árbol crece como una persona, estirándose por todas partes. Pero en realidad crece como una torre a la que se le añaden pisos en la parte superior. Cada primavera, los meristemos apicales producen nuevas células que alargan las ramas y el tronco en sus extremos.

En cambio, el árbol crece en grosor gracias a otro tipo de meristemo, el cámbium vascular, una fina capa de células situada justo bajo la corteza, que rodea todo el tronco y las ramas. El cámbium produce hacia dentro nuevas capas de xilema, la madera, que transporta el agua y las sales minerales desde las raíces hasta las hojas, y hacia fuera nuevas capas de floema, que transporta los azúcares producidos en las hojas hacia el resto del árbol. Así, el tronco se va haciendo cada año más grueso. Por eso, un clavo clavado en el tronco puede quedar englobado poco a poco dentro de la madera con el paso de los años, a medida que el tronco crece a su alrededor. Se han encontrado objetos como señales, bicicletas, vallas o lápidas “engullidos” por árboles.

Este crecimiento en grosor forma los anillos de crecimiento que se ven al cortar un tronco. En los climas con estaciones, cada año el árbol forma un anillo: en primavera, la madera es más clara y de células grandes, porque el árbol crece rápido, y en verano y otoño, más oscura y de células pequeñas. Contando los anillos se puede saber la edad del árbol, y su grosor da información sobre el clima de cada año: anillos anchos indican años favorables, con lluvias, y estrechos, años secos o fríos. Como vimos en otro artículo, la ciencia que estudia los anillos se llama dendrocronología, y permite datar objetos de madera antiguos o reconstruir el clima del pasado. Además, los anillos pueden registrar incendios, plagas o erupciones volcánicas.

El árbol más alto del mundo conocido es una secuoya roja de California llamada Hyperion, descubierta en 2006 en el Parque Nacional Redwood, con unos 116 metros de altura, más que la estatua de la Libertad con su pedestal. Su ubicación exacta se mantiene en secreto para protegerlo, y desde 2022 está prohibido acercarse a él, con multas de hasta 5.000 dólares, porque los visitantes estaban dañando su entorno. ¿Hay un límite para la altura de los árboles? Según un estudio de 2004 publicado en Nature por George Koch y sus colegas, que estudiaron las secuoyas, los árboles no podrían superar los 122 a 130 metros, porque les costaría demasiado subir el agua hasta la copa venciendo la gravedad y la fricción. El agua sube por el xilema gracias a la transpiración de las hojas, que tira de la columna de agua hacia arriba, como veremos en otro dato.

El árbol con el tronco más grueso es un ahuehuete o ciprés de Moctezuma, el Árbol del Tule, en Oaxaca, México, con un diámetro de unos 14 metros. Y el más voluminoso, la secuoya gigante llamada General Sherman, en California, con unos 1.487 metros cúbicos de madera.

Por qué importa. Los árboles crecen en altura solo por las puntas, por eso un clavo en el tronco nunca sube, y sus anillos guardan la historia del clima de cada año.

DATO 8Hay plantas que sobreviven sin agua durante años

La Selaginella lepidophylla, conocida como planta de la resurrección, rosa de Jericó falsa o flor de piedra, es una planta del desierto de Chihuahua, en el norte de México y el sur de Estados Unidos, que tiene una capacidad asombrosa: puede perder casi toda su agua, hasta un 95 % o más, enrollarse formando una bola seca de color marrón que parece muerta, y permanecer así durante meses o incluso años. Pero cuando vuelve a recibir agua, se despliega y “revive” en cuestión de horas, volviendo a ponerse verde y a hacer la fotosíntesis. Por eso se llama planta de la resurrección.

Aunque se parece a un helecho o un musgo, la Selaginella pertenece a un grupo de plantas muy antiguo, las licofitas, que existe desde hace más de 400 millones de años, antes que los dinosaurios. No tiene flores ni semillas: se reproduce mediante esporas. Sus parientes antiguos, los licopodios gigantes, formaban grandes bosques en el periodo Carbonífero, hace unos 300 millones de años, y sus restos formaron gran parte del carbón que se extrae hoy.

¿Cómo sobrevive a la deshidratación? La mayoría de las plantas mueren si pierden una parte importante de su agua, porque sus células se dañan. La planta de la resurrección tiene varias adaptaciones que le permiten tolerar la desecación, un fenómeno llamado anhidrobiosis, como el de los tardígrados que vimos en otro artículo. Cuando empieza a secarse, acumula en sus células azúcares como la trehalosa y la sacarosa, que sustituyen al agua y protegen las membranas y las proteínas de las células formando una especie de vidrio biológico. También produce proteínas protectoras y antioxidantes que evitan el daño. Al enrollarse en forma de bola, protege sus tejidos internos del sol intenso y reduce la pérdida de agua. Y cuando se rehidrata, repara rápidamente cualquier daño celular.

Un estudio de 2011, de investigadores de la Universidad de Toronto y otros centros, analizó los cambios químicos de la planta durante la desecación y la rehidratación, y encontró que aumentaba mucho la producción de trehalosa y de otras sustancias protectoras. Otros estudios han mostrado que el enrollamiento es un proceso puramente físico: incluso las plantas muertas se enrollan y desenrollan con el agua, por la forma en que están dispuestas las células de sus tallos, lo que les da una estructura parecida a una bisagra.

La planta de la resurrección se vende a menudo como curiosidad o amuleto en mercados de México y otros países. En algunas tradiciones, se usa como símbolo de buena suerte o renovación, y se coloca en un plato con agua para que se abra. Hay que tener cuidado, porque la sobreexplotación podría afectar a las poblaciones silvestres, y no conviene mantenerla siempre húmeda, porque necesita secarse periódicamente.

Hay otras plantas de la resurrección en el mundo. La verdadera rosa de Jericó (Anastatica hierochuntica), de los desiertos de Oriente Medio y el norte de África, se enrolla al secarse, con sus semillas dentro, y se abre con la lluvia para liberarlas. En África, la Myrothamnus flabellifolia y algunas especies de Craterostigma pueden secarse y revivir. Y en Europa, algunos musgos y líquenes también tienen esta capacidad.

Estas plantas interesan mucho a la ciencia. Los investigadores estudian sus genes y sus mecanismos de protección para intentar desarrollar cultivos más resistentes a la sequía, algo cada vez más necesario con el cambio climático. La investigadora sudafricana Jill Farrant, de la Universidad de Ciudad del Cabo, lleva décadas estudiando las plantas de la resurrección con este objetivo, y ha investigado cómo activar en cultivos como el maíz o el teff los genes de tolerancia a la desecación que ya tienen en sus semillas. Además, sus sustancias protectoras podrían servir para conservar medicamentos y vacunas sin refrigeración.

Por qué importa. La planta de la resurrección muestra que la vida puede sobrevivir a una deshidratación casi total, y su estudio podría ayudar a crear cultivos resistentes a la sequía.

DATO 7Las telarañas son más resistentes que el acero a igualdad de grosor

La seda de araña es uno de los materiales naturales más extraordinarios. A igualdad de peso, es más resistente a la tracción que el acero, es decir, soporta más fuerza de estiramiento antes de romperse. Además, es muy elástica: puede estirarse hasta un 30 o 40 % de su longitud, e incluso más en algunos tipos de seda, sin romperse, mucho más que el acero. Y es muy tenaz, es decir, puede absorber una gran cantidad de energía antes de romperse, más que el Kevlar, el material de los chalecos antibalas. Esta combinación de resistencia y elasticidad es lo que la hace tan especial: permite que la telaraña atrape a los insectos que vuelan a gran velocidad sin romperse, absorbiendo el impacto como una red.

La seda de araña está formada por proteínas, llamadas espidroínas. Las arañas la fabrican en unas glándulas de su abdomen, en forma líquida, y la hacen salir por unos órganos llamados hileras, situados al final del abdomen. Al salir y estirarse, las proteínas se ordenan y el líquido se convierte en un hilo sólido. La estructura de la seda combina zonas cristalinas, muy ordenadas, que le dan resistencia, y zonas amorfas, desordenadas, que le dan elasticidad.

Una araña puede producir hasta siete tipos distintos de seda, cada uno con propiedades diferentes, para funciones distintas: para construir el armazón de la telaraña, para las espirales pegajosas que atrapan a las presas, para envolver a las presas, para proteger los huevos, o para el hilo de seguridad del que cuelgan. Algunas arañas jóvenes usan hilos de seda para “volar” con el viento, en un fenómeno llamado balonismo, y pueden recorrer cientos de kilómetros; un estudio de 2018 mostró que también aprovechan los campos eléctricos de la atmósfera para elevarse.

La seda más resistente conocida es la de la araña de corteza de Darwin (Caerostris darwini), de Madagascar, descubierta en 2009. Construye las telarañas más grandes del mundo, de hasta 2,8 metros cuadrados, con hilos de anclaje de hasta 25 metros que cruzan de lado a lado ríos y lagos. Su seda es unas 10 veces más tenaz que el Kevlar, según un estudio de 2010.

Los científicos llevan décadas intentando imitar la seda de araña, porque podría tener muchas aplicaciones: chalecos antibalas más ligeros, suturas quirúrgicas, ligamentos y tendones artificiales, cuerdas, paracaídas, tejidos para la ropa deportiva o piezas de coches y aviones. Además, es biodegradable y biocompatible, es decir, el cuerpo humano la tolera bien. Pero es muy difícil de obtener. A diferencia de los gusanos de seda, las arañas no se pueden criar en granjas en grandes cantidades, porque son territoriales y caníbales: se comen unas a otras. En 2009, se exhibió en el Museo de Historia Natural de Nueva York un tejido dorado de seda de araña de 3,4 metros, fabricado con la seda de más de un millón de arañas de Madagascar, que se tardó unos cuatro años en fabricar.

Por eso, los científicos han intentado producir las proteínas de la seda de araña con ingeniería genética, introduciendo los genes de las arañas en otros organismos, como bacterias, levaduras, plantas de tabaco, gusanos de seda e incluso cabras. En 2002, la empresa canadiense Nexia Biotechnologies creó cabras modificadas genéticamente cuya leche contenía proteínas de seda de araña, aunque el proyecto no tuvo éxito comercial. Hoy, empresas como Spiber, en Japón, o AMSilk, en Alemania, producen proteínas de seda con microorganismos y fabrican con ellas tejidos, prendas de ropa y otros productos, aunque todavía no logran igualar todas las propiedades de la seda natural. En 2023, investigadores chinos lograron que gusanos de seda modificados genéticamente produjeran fibras de seda de araña de alta resistencia.

La seda de araña se ha usado desde la Antigüedad: los antiguos griegos usaban telarañas para cubrir las heridas y detener las hemorragias, y algunos pueblos del Pacífico la usaban para fabricar redes de pesca. Durante la Segunda Guerra Mundial, se usó para las retículas de las miras de armas y de instrumentos ópticos, por su finura y resistencia.

Por qué importa. La seda de araña combina resistencia y elasticidad como pocos materiales, y los científicos intentan imitarla para crear productos más ligeros, fuertes y biodegradables.

DATO 6Las plantas “sudan”

Las plantas pierden agua a través de unos pequeños poros de sus hojas, llamados estomas, en un proceso que se llama transpiración. Un árbol grande puede transpirar cientos de litros de agua al día. Por ejemplo, un roble adulto puede transpirar unos 150.000 litros de agua al año, según algunas estimaciones, y en un día caluroso de verano, un árbol grande puede perder varios cientos de litros.

Los estomas son unas aberturas microscópicas, rodeadas por dos células con forma de judía, llamadas células oclusivas, que pueden abrirse y cerrarse para regular el intercambio de gases y agua. Una sola hoja puede tener miles o millones de estomas, sobre todo en su cara inferior, que está más protegida del sol. Los estomas tienen una función doble: por ellos entra el dióxido de carbono que la planta necesita para hacer la fotosíntesis, y sale el oxígeno que produce. Pero al abrirse, también se escapa el vapor de agua. Por eso las plantas se enfrentan a un dilema constante: necesitan abrir los estomas para alimentarse, pero al hacerlo pierden agua. Cuando hay sequía o mucho calor, cierran los estomas para ahorrar agua, lo que reduce la fotosíntesis. De hecho, más del 95 % del agua que absorben las plantas por las raíces se pierde por transpiración, y solo una pequeña parte se usa en la fotosíntesis y el crecimiento.

La transpiración tiene funciones muy importantes. La primera es que actúa como un motor que hace subir el agua desde las raíces hasta las hojas, incluso en árboles de más de 100 metros de altura, sin necesidad de un corazón o una bomba. Cuando el agua se evapora de las hojas, “tira” de la columna de agua que hay en los finos conductos del xilema, gracias a la cohesión de las moléculas de agua, que se atraen entre sí, y a su adhesión a las paredes de los conductos. Es como si la planta sorbiera agua con una pajita desde la copa. Esta explicación se conoce como la teoría de la cohesión-tensión, propuesta en 1894 por los botánicos irlandeses Henry Dixon y John Joly. Con el agua, suben también las sales minerales que la planta necesita.

La segunda función es refrescar la planta, igual que el sudor nos refresca a nosotros: al evaporarse el agua, absorbe calor de las hojas, lo que evita que se sobrecalienten bajo el sol.

La transpiración de las plantas tiene también un papel enorme en el clima y el ciclo del agua. Se estima que alrededor del 60 % o más del agua que se evapora de la superficie de los continentes procede de la transpiración de las plantas. En la Amazonia, los árboles liberan tanto vapor de agua que forman los “ríos voladores”, corrientes de humedad que llevan lluvia a otras regiones de Sudamérica, como vimos en otro artículo. Un árbol grande de la Amazonia puede liberar más de 1.000 litros de agua al día. Por eso, la deforestación puede reducir las lluvias en regiones lejanas.

Además, los árboles en las ciudades ayudan a reducir la temperatura gracias a la transpiración y a su sombra, lo que combate el efecto de “isla de calor” urbana. Algunos estudios han encontrado que las zonas con árboles pueden estar varios grados más frescas en verano que las zonas sin vegetación. Por eso, muchas ciudades, como Barcelona, Madrid o París, planean aumentar su arbolado para adaptarse al cambio climático.

Un experimento sencillo para ver la transpiración es cubrir una rama con hojas con una bolsa de plástico transparente y cerrarla. Al cabo de unas horas al sol, se verán gotas de agua en el interior de la bolsa.

Por qué importa. La transpiración permite que el agua suba hasta la copa de los árboles más altos, refresca las plantas y las ciudades, y alimenta el ciclo del agua del planeta.

DATO 5Hay semillas que viajan miles de km por el mar

Los cocos flotan en el agua y pueden sobrevivir durante meses en el mar, manteniendo su capacidad para germinar. Gracias a eso, las palmeras cocoteras (Cocos nucifera) colonizaron muchas islas tropicales del mundo, llevadas por las corrientes oceánicas. Cuando un coco llega a una playa lejana, puede germinar en la arena y dar lugar a una nueva palmera.

El coco está muy bien adaptado a este viaje. Es una drupa, un fruto con una semilla protegida por una capa dura, como el melocotón. Su estructura tiene varias capas: por fuera, una piel lisa y resistente, el exocarpo; debajo, una gruesa capa fibrosa, el mesocarpo, formada por fibras llenas de aire, que actúan como un flotador y protegen la semilla de los golpes; y por dentro, una cáscara muy dura, el endocarpo, que es la parte marrón con tres “ojos” que vemos en los supermercados, que protege la semilla. Dentro está la semilla, con la pulpa blanca, el endospermo sólido, y el agua de coco, el endospermo líquido, que proporciona agua y nutrientes al embrión para germinar incluso en una playa de arena salada, sin agua dulce.

¿Cuánto tiempo puede sobrevivir un coco en el mar? Según experimentos clásicos, como los publicados en 1941 por el zoólogo Charles Edmondson, los cocos pueden flotar en agua de mar durante unos 110 días y seguir siendo capaces de germinar, y recorrer así en teoría unos 5.000 kilómetros. Charles Darwin ya se interesó por la capacidad de las semillas para flotar y sobrevivir en el mar, e hizo experimentos con semillas en agua salada.

Pero el origen y la expansión de los cocos es un tema complejo. Los estudios genéticos han mostrado que la palmera cocotera se domesticó en dos lugares distintos: en el sudeste asiático e islas del Pacífico, y en el sur de la India y Sri Lanka, según un estudio de 2011 del biólogo Kenneth Olsen y sus colegas. Además, aunque los cocos pueden viajar por el mar, los seres humanos tuvieron un papel muy importante en su expansión. Los pueblos austronesios, grandes navegantes que se extendieron por el Pacífico y el Índico desde Taiwán a partir de hace unos 4.000 a 5.000 años, llevaban cocos en sus canoas como fuente de agua y alimento, y los plantaban en las islas que colonizaban. También los comerciantes árabes, y más tarde los europeos, los llevaron a África y América. Llegaron a la costa del Pacífico de América, probablemente desde el Pacífico, antes de los europeos.

El cocotero es una de las plantas más útiles para los seres humanos, y en algunos lugares se le llama “el árbol de la vida” o “el árbol de los mil usos”. Del coco se obtiene la pulpa, que se come fresca o seca, llamada copra; el agua de coco, una bebida refrescante; la leche de coco, que se obtiene exprimiendo la pulpa rallada, muy usada en la cocina asiática y caribeña; y el aceite de coco. Con las fibras del mesocarpo, llamadas bonote, se fabrican cuerdas, felpudos, cepillos y colchones. Con las hojas se construyen techos y cestos. Con el tronco, madera. Y con la savia de las flores, se hace azúcar, vinagre y bebidas alcohólicas, como el vino de palma.

Hay una curiosidad: se dice a menudo que los cocos matan a unas 150 personas al año al caer de las palmeras, más que los tiburones. Esta cifra se hizo famosa en 2002, cuando una aseguradora británica la usó en un comunicado sobre los tiburones. Pero no hay datos que la respalden: parece que salió de una extrapolación sin base. Lo que sí es cierto es que un coco puede pesar más de un kilo y caer desde más de 20 metros, así que puede causar heridas graves. Por eso, en algunos lugares turísticos se retiran los cocos de las palmeras cercanas a las playas.

Otra curiosidad: el cangrejo de los cocoteros (Birgus latro), el mayor artrópodo terrestre del mundo, que puede medir un metro con las patas extendidas, tiene unas pinzas tan fuertes que puede abrir cocos.

Por qué importa. Los cocos pueden viajar por el mar durante meses, pero su expansión por las islas tropicales se debe también a los navegantes que los llevaban como alimento y agua.

DATO 4Los girasoles jóvenes siguen al sol

Los girasoles (Helianthus annuus) jóvenes, antes de florecer, siguen al sol durante el día: por la mañana, sus tallos y hojas miran hacia el este, donde sale el sol, y a lo largo del día van girando hasta mirar al oeste al atardecer. Por la noche, vuelven a girar hacia el este para esperar al sol de la mañana. Este movimiento se llama heliotropismo. Pero cuando los girasoles son adultos y florecen, dejan de moverse y se quedan orientados permanentemente hacia el este. Es decir, la imagen de los campos de girasoles girando al ritmo del sol solo es cierta para las plantas jóvenes.

¿Cómo lo hacen? En 2016, un estudio publicado en la revista Science por Hagop Atamian, Stacey Harmer y sus colegas de la Universidad de California en Davis explicó el mecanismo. Descubrieron que el movimiento se debe a que el tallo de la planta crece a distinto ritmo en cada lado: durante el día, crece más rápido la cara este del tallo, lo que hace que la planta se incline poco a poco hacia el oeste, siguiendo al sol. Por la noche, crece más rápido la cara oeste, lo que hace que la planta vuelva a orientarse hacia el este. Este crecimiento está controlado por las hormonas de crecimiento de la planta, como las auxinas, y por los genes que responden a la luz.

Lo más sorprendente es que los girasoles no solo reaccionan a la luz del sol: el movimiento está controlado por su reloj interno, el reloj circadiano, un sistema biológico que marca un ritmo de unas 24 horas, como el que tenemos los humanos. Los investigadores lo demostraron con varios experimentos. Cuando colocaron girasoles en una habitación con una luz fija en el techo que no se movía, las plantas siguieron moviéndose de este a oeste durante varios días, siguiendo su ritmo interno. Y cuando los pusieron en un ciclo de luz de 30 horas en lugar de 24, el movimiento se desordenó, porque no coincidía con su reloj interno. Además, cuando ataron las plantas para que no pudieran moverse, o las giraron para que miraran hacia el oeste por la mañana, crecieron menos y tuvieron menos hojas que las que podían seguir al sol, lo que muestra que seguir al sol les ayuda a crecer más.

¿Y por qué los girasoles adultos se quedan mirando al este? Los investigadores descubrieron que las flores orientadas al este se calientan más rápido por la mañana con los primeros rayos del sol, y que las flores más calientes atraen cinco veces más abejas y otros polinizadores que las flores orientadas al oeste, que se calientan más tarde. Cuando calentaron artificialmente las flores orientadas al oeste, atrajeron casi tantos polinizadores como las del este. Esto se debe a que las abejas prefieren las flores cálidas por la mañana, porque les ayudan a mantener su temperatura corporal y porque el néctar puede ser más accesible.

Hay otra curiosidad sobre los girasoles: lo que parece una sola flor grande es en realidad una inflorescencia, un conjunto de hasta 2.000 flores pequeñas. Las flores amarillas del borde, que parecen pétalos, son flores liguladas, estériles, que atraen a los polinizadores. Y las del centro, marrones, son flores tubulares, que producen las pipas. Estas flores del centro están dispuestas en espirales que siguen la sucesión de Fibonacci: suele haber 34 espirales en un sentido y 55 en el otro, o 55 y 89, números de esa secuencia. Esta disposición permite colocar el máximo número de semillas en el menor espacio.

El girasol es originario de Norteamérica, donde los pueblos indígenas lo cultivaban hace más de 4.000 años para obtener sus semillas y aceite. Los españoles lo llevaron a Europa en el siglo XVI. Hoy es uno de los principales cultivos para obtener aceite. Ucrania y Rusia son los mayores productores mundiales, y el girasol es la flor nacional de Ucrania. En España, es un cultivo importante en Andalucía y Castilla. El pintor Vincent van Gogh los hizo famosos con su serie de cuadros de girasoles, pintados en 1888 y 1889.

Por qué importa. Los girasoles jóvenes siguen al sol gracias a su reloj interno, y de adultos miran al este para atraer más abejas, un ejemplo de cómo las plantas se adaptan a su entorno.

DATO 3Las termitas construyen con ventilación

Los montículos de termitas, o termiteros, construidos por algunas especies de termitas africanas, como Macrotermes michaelseni, tienen una red de conductos y galerías que ayudan a regular la temperatura y los gases de su interior, como un sistema natural de ventilación y climatización. Algunos termiteros pueden medir más de 5 metros de altura, construidos por insectos de apenas unos milímetros, y albergar a millones de termitas.

Las termitas de estas especies cultivan un hongo en el interior del nido, en unos “jardines” que construyen con restos de plantas masticadas. El hongo descompone la celulosa de las plantas, que las termitas no pueden digerir bien, y les sirve de alimento. Pero el hongo necesita unas condiciones muy estables: una temperatura de alrededor de 30 °C y una humedad alta, y además, la respiración de millones de termitas y del hongo produce mucho dióxido de carbono, que debe eliminarse. El termitero actúa como un pulmón: sus paredes porosas y sus conductos permiten el intercambio de gases con el exterior, gracias a las diferencias de temperatura entre el día y la noche y al viento.

Durante mucho tiempo se pensó que los termiteros funcionaban con un sistema de chimenea, en el que el aire caliente sube y sale por arriba y entra aire fresco por abajo, manteniendo una temperatura constante. Pero estudios posteriores, como los del biólogo Scott Turner, de la Universidad Estatal de Nueva York, publicados a partir de los años 2000, y un estudio de 2015 de investigadores de la Universidad de Harvard liderado por Hunter King y L. Mahadevan, publicado en PNAS, mostraron que el funcionamiento es más complejo. Descubrieron que el termitero aprovecha los cambios de temperatura entre el día y la noche: durante el día, los conductos exteriores, expuestos al sol, se calientan más que el interior, y el aire circula en un sentido; y por la noche se enfrían, y el aire circula en el sentido contrario. Así, el termitero “respira” a lo largo del día, expulsando el CO₂ y renovando el aire, como un pulmón que funciona con la energía del sol. Además, las termitas construyen y reparan constantemente las paredes, ajustando los conductos según las necesidades.

Los termiteros inspiraron al arquitecto zimbabuense Mick Pearce para diseñar el Eastgate Centre, un edificio de oficinas y un centro comercial en Harare, la capital de Zimbabue, inaugurado en 1996. El edificio no tiene aire acondicionado convencional. En su lugar, usa un sistema de ventilación pasiva inspirado en los termiteros: durante la noche, cuando el aire es más fresco, unos ventiladores introducen aire fresco que enfría la gruesa estructura de hormigón del edificio, que funciona como un almacén de frío, con una gran masa térmica. Durante el día, el hormigón absorbe el calor, y el aire caliente sube y sale por unas chimeneas en el tejado. Según los datos del proyecto, el edificio usa alrededor de un 10 % de la energía que usaría un edificio similar con aire acondicionado convencional, lo que ahorró millones de dólares a sus propietarios. Es uno de los ejemplos más famosos de biomimética en arquitectura. Algunos expertos señalan que el sistema del edificio no reproduce exactamente el funcionamiento del termitero, que se entendió mejor después, pero la inspiración fue clave.

Las termitas son también ingenieras del ecosistema. Sus montículos enriquecen el suelo, y en muchas zonas de África, los termiteros crean “islas” de fertilidad donde crecen más plantas. En Brasil, un estudio de 2018 descubrió una enorme red de unos 200 millones de montículos de termitas, que cubre una superficie del tamaño de Gran Bretaña, con una antigüedad de hasta 4.000 años, visible desde el espacio.

Además, las termitas se estudian para producir biocombustibles, porque los microorganismos de su intestino son muy eficaces para descomponer la celulosa de la madera.

Por qué importa. Los termiteros son un ejemplo de arquitectura natural que se regula sola, y han inspirado edificios que ahorran energía sin aire acondicionado convencional.

DATO 2Las mariposas monarca migran miles de kilómetros

La mariposa monarca (Danaus plexippus), una mariposa de color naranja con venas y bordes negros y puntos blancos, realiza una de las migraciones más extraordinarias del reino animal. Cada otoño, millones de mariposas monarca de Canadá y del este de Estados Unidos viajan hacia el sur, recorriendo hasta unos 4.000 kilómetros, hasta los bosques de oyamel, un tipo de abeto, en las montañas del centro de México, en los estados de Michoacán y el Estado de México, a unos 3.000 metros de altitud. Allí pasan el invierno agrupadas en enormes colonias de millones de ejemplares que cubren por completo los troncos y las ramas de los árboles, tiñéndolos de color naranja.

Lo más asombroso es que el viaje completo de ida y vuelta lo completan varias generaciones. Las mariposas que viajan hacia México en otoño pertenecen a una generación especial, llamada generación Matusalén o súper generación, que vive unos 8 meses, mucho más que las demás, que viven solo unas 2 a 6 semanas. Estas mariposas viajan al sur, pasan el invierno en México en un estado de reposo, sin reproducirse, y en primavera inician el viaje de vuelta hacia el norte. Por el camino, en el sur de Estados Unidos, se aparean, ponen sus huevos en las plantas de algodoncillo (Asclepias), y mueren. Sus hijos, sus nietos y sus bisnietos continúan el viaje hacia el norte a lo largo de varias generaciones de vida corta, hasta llegar a Canadá en verano. Y en otoño, una nueva generación Matusalén, que nunca ha estado en México, emprende el viaje hacia el sur y llega a los mismos bosques que sus bisabuelos, a veces incluso a los mismos árboles.

¿Cómo encuentran el camino si nunca han hecho el viaje? Los científicos han descubierto que las mariposas monarca usan una brújula solar: se orientan según la posición del sol en el cielo, y compensan su movimiento a lo largo del día gracias a un reloj circadiano situado en sus antenas, según un estudio de 2009 del neurobiólogo Steven Reppert, de la Universidad de Massachusetts. Cuando los investigadores cubrieron las antenas de las mariposas con pintura, perdieron la orientación. También parece que usan una brújula magnética, que detecta el campo magnético de la Tierra, útil en días nublados, según un estudio de 2014. Las señales que indican el inicio de la migración son la duración de los días y las temperaturas más bajas.

La mariposa monarca tiene otra adaptación sorprendente. Sus orugas se alimentan exclusivamente de las hojas del algodoncillo, una planta que contiene unas sustancias tóxicas, los cardenólidos. Las orugas no sufren daño, sino que acumulan esas toxinas en su cuerpo, y las mariposas adultas siguen siendo tóxicas y de mal sabor para las aves y otros depredadores. Sus colores naranja y negro son una señal de advertencia, un fenómeno llamado aposematismo. Otra mariposa, la virrey, imita sus colores para protegerse.

La migración de la mariposa monarca fue un misterio para los científicos durante mucho tiempo. El zoólogo canadiense Fred Urquhart dedicó décadas a buscar el destino de las monarcas: marcó miles de mariposas con pequeñas etiquetas, con la ayuda de voluntarios, y en 1975, dos colaboradores, Kenneth Brugger y Catalina Aguado, encontraron finalmente las colonias de invernada en México. Aunque los habitantes locales ya las conocían desde siempre.

La Reserva de la Biosfera de la Mariposa Monarca, en México, fue declarada Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 2008. Pero la mariposa monarca está en peligro. Su población migratoria del este ha disminuido mucho en las últimas décadas, más de un 80 % en algunos años, por varias causas: la tala ilegal de los bosques de México, la desaparición del algodoncillo en Estados Unidos por los herbicidas usados en la agricultura, el cambio climático, que altera las temperaturas y provoca fenómenos extremos, y el uso de pesticidas. En 2022, la UICN clasificó a la mariposa monarca migratoria como en peligro, aunque después ajustó la categoría. Hay muchos programas para protegerla, como plantar algodoncillo en jardines y campos. Además, su llegada a México coincide con el Día de Muertos, y según la tradición, se cree que las mariposas son las almas de los difuntos que regresan.

Por qué importa. La migración de la mariposa monarca es un viaje de varias generaciones guiado por el sol y un reloj interno, y su declive muestra la necesidad de proteger su hábitat en tres países.

DATO 1Las abejas construyen celdas hexagonales

Las abejas construyen sus panales con celdas hexagonales, de seis lados, perfectamente ordenadas. ¿Por qué hexágonos, y no cuadrados, triángulos o círculos? Porque el hexágono es la forma que permite dividir una superficie en celdas iguales con el menor perímetro posible, es decir, usando la menor cantidad de cera para construir las paredes. Y la cera es muy “cara” para las abejas: para producir un kilo de cera, necesitan consumir entre 6 y 8 kilos de miel, según algunas estimaciones.

Solo hay tres formas regulares que pueden cubrir una superficie plana sin dejar huecos entre ellas: el triángulo equilátero, el cuadrado y el hexágono. Los círculos, en cambio, dejarían huecos entre ellos, desperdiciando espacio. De las tres formas que encajan, el hexágono es la que, para una misma superficie, tiene el perímetro más pequeño. Por eso es la más eficiente: con la misma cantidad de cera, las abejas obtienen más espacio para guardar miel y criar larvas. Además, el hexágono es una forma resistente, que distribuye bien las fuerzas.

Esta idea es muy antigua. En el siglo IV, el matemático griego Pappus de Alejandría ya escribió que las abejas, “por una cierta intuición geométrica”, eligieron el hexágono porque permitía guardar más miel con menos material. En 36 a. C., el erudito romano Marco Terencio Varrón también la mencionó. Esta idea se conoce como la conjetura del panal. Pero demostrarla matemáticamente de forma rigurosa fue muy difícil. No se logró hasta 1999, cuando el matemático estadounidense Thomas Hales, de la Universidad de Míchigan, publicó una demostración de que la división de un plano en regiones de igual área con el menor perímetro total posible es la red hexagonal. Hales también es famoso por demostrar en 1998, con ayuda de ordenadores, la conjetura de Kepler, sobre la forma más eficiente de apilar esferas, como las naranjas en una frutería, un problema que había permanecido sin resolver casi 400 años.

¿Cómo consiguen las abejas construir hexágonos tan perfectos? Hay un debate interesante entre los científicos. Algunos investigadores, como un grupo liderado por Bhushan Karihaloo de la Universidad de Cardiff en 2013, propusieron que las abejas construyen celdas circulares, y que la cera, calentada por el calor del cuerpo de las abejas hasta unos 40 °C, se vuelve semilíquida y fluye, de modo que la tensión superficial transforma los círculos en hexágonos, igual que las burbujas de jabón apretadas forman hexágonos. Pero otros estudios, como uno de 2016 y trabajos de otros investigadores, mostraron que las abejas construyen activamente los hexágonos, midiendo con sus antenas y sus patas el grosor de las paredes y los ángulos, y que la cera no se calienta lo suficiente para fluir. Probablemente, se combinan el trabajo de las abejas y las propiedades físicas de la cera. Un estudio de 2021 mostró además que las abejas pueden adaptar la forma de las celdas cuando hay irregularidades, construyendo pentágonos y heptágonos para unir celdas de distinto tamaño.

El panal de las abejas tiene otras características sorprendentes. Las celdas están ligeramente inclinadas hacia arriba, unos 9 a 14 grados, para que la miel no se salga. Y la base de cada celda está formada por tres rombos que encajan con las celdas del otro lado del panal, lo que ahorra aún más cera.

La forma hexagonal aparece en muchos otros lugares de la naturaleza: en las columnas de basalto de la Calzada del Gigante, en Irlanda del Norte, o de los Órganos de Portugal, formadas al enfriarse y contraerse la lava; en los copos de nieve; en los ojos compuestos de los insectos; en algunas conchas de tortuga; y en la estructura del grafeno. Y los ingenieros usan estructuras en forma de panal para fabricar materiales ligeros y resistentes, en aviones, cohetes, coches y embalajes.

Las abejas son fundamentales para la polinización de muchas plantas, incluidos muchos cultivos que comemos. Según la FAO, alrededor del 75 % de los principales cultivos del mundo dependen en alguna medida de los polinizadores. Pero las abejas están amenazadas por los pesticidas, la pérdida de hábitat, las enfermedades, como el ácaro Varroa, y el cambio climático.

Por qué importa. Las abejas usan hexágonos porque ahorran cera, una solución que los matemáticos tardaron siglos en demostrar y que los ingenieros imitan hoy.

Resumen de los 10 datos

1. Las abejas construyen celdas hexagonales.
2. Las mariposas monarca migran miles de kilómetros.
3. Las termitas construyen con ventilación.
4. Los girasoles jóvenes siguen al sol.
5. Hay semillas que viajan miles de km por el mar.
6. Las plantas “sudan”.
7. Las telarañas son más resistentes que el acero a igualdad de grosor.
8. Hay plantas que sobreviven sin agua durante años.
9. Un árbol solo crece en altura por las puntas.
10. Las hojas cambian de color porque pierden clorofila.

¿Viste este carrusel en TikTok? Es el Dato #035. Cuéntanos en los comentarios cuál te sorprendió más.