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¿Cómo se adhieren a las superficies lisas las patas de los gecos?

¿Cómo se adhieren a las superficies lisas las patas de los gecos?

Los gecos son capaces de andar por las paredes o el techo. La animación explica la adherencia de sus patas.

Biología

Palabras clave

geco, terrario, Van der Waals, adhesión, enlace secundario, escama córnea, animal, vertebrados, reptil, insectívoro, nectarívoro, biología

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  • geco diurno dorado - Este animal, nativo del Norte de Madagascar y las islas situadas a su alrededor, es una de las especies de gecos más coloridas. Debe su nombre a las motas amarillentas que presenta en el dorso. Mide entre 10 y 13 cm de largo y pesa entre 40 y 80 g. Su cuerpo tiene un color verde amarillo o verde brillante, mientras que sus patas son generalmente azules. A menudo vive en palmeras y bananeras. Es activo durante el día y se alimenta de insectos, reptiles pequeños y fruta.

Desde la antigüedad la gente ha estado fascinada por la capacidad de los gecos para andar por la superficie lisa de las paredes o el techo. Sin embargo, fue solo a principios del siglo XXI cuando los científicos encontraron la respuesta a esta pregunta. La respuesta se encuentra en la especial anatomía de la planta del pie de los gecos. La fuerte adhesión entre la planta y las superficies lisas es el resultado de las fuerzas de atracción, conocidas como fuerzas de Van der Waals, entre las moléculas.

Anatomía

  • pata - La planta está cubierta por pequeñas fibras llamadas setas, que contienen miles de millones de terminaciones llamadas espátulas. Éstas aseguran una gran adhesión creada por la fuerza de dispersión. Esta es la razón por la que los gecos pueden caminar también por el techo.
  • orificio del conducto auditivo
  • anillo azul alrededor del ojo
  • estampado dorsal rojizo
  • longitud: 10 - 13 cm
  • cola aplanada - Los gecos pueden perder la cola al contraer los músculos en situaciones de peligro. Este fenómeno se llama autotomía.

Estructura de la planta del pie

  • setas - Su diámetro es aprox. 5 micrómetros, mientras que el pelo humano más fino es aprox. 19 micrómetros. Cada milímetro cuadrado de la planta contiene 14 000 fibras, y las cuatro patas contienen aprox. 6,5 millones de ellos en total.
  • seta - Su diámetro es aprox. 5 micrometros, mientras que el pelo humano más fino es aprox. 19 micrómetros. Cada milímetro cuadrado de la planta contiene 14 000 fibras, y las cuatro patas contienen aprox. 6,5 millones de ellos en total.
  • espátulas - Cada seta contiene de 100 a 1000 espátulas en su extremo, así que en total la planta del pie contiene varios miles de millones de espátulas. Entre las espátulas y la superficie se forman enlaces débiles de fuerza de dispersión, que aseguran la fuerte adhesión. En teoría podrían mantener más de cien kilos de peso. La separación de la planta de la superficie ocurre con el cambio del ángulo de las setas. No es necesaria una gran fuerza, porque los enlaces no se rompen todos al mismo tiempo.
  • espátula
  • fuerzas de dispersión - Se forman enlaces débiles entre las terminaciones de las espátulas y la superficie. Eso es porque, debido a la vibración de los núcleos, se producen cambios temporales de carga en las moléculas apolares. Así estas moléculas se polarizan temporalmente, lo que causa que la siguiente molécula apolar se polarice y se forme atracción eléctrica entre las dos moléculas.

Adherir y despegar

  • espátula
  • fuerzas de dispersión - Se forman enlaces débiles entre las terminaciones de las espátulas y la superficie. Eso es porque, debido a la vibración de los núcleos, se producen cambios temporales de carga en las moléculas apolares. Así estas moléculas se polarizan temporalmente, lo que causa que la siguiente molécula apolar se polarice y se forme atracción eléctrica entre las dos moléculas.
  • pegar
  • despegar

Animación

Los gecos son reptiles que a menudo se tienen de mascota. Su característica más conocida es que pueden andar por las paredes o el techo. Esta capacidad la deben a la anatomía de sus dedos.

Sus plantas están cubiertas por setas de un diámetro aproximado de 5 micrómetros, mientras que el pelo humano más fino es de aproximadamente 19 micrómetros. Cada milímetro cuadrado de la planta del pie contiene 14 000 setas y las cuatro patas contienen aproximadamente 6,5 millones de ellas en total. Cada seta termina en cientos o miles de espátulas, así que en las cuatro patas hay unos mil millones de espátulas en total.
Cuando el geco apoya su pata en la superficie, se forman débiles enlaces de fuerza de dispersión entre las espátulas y la superficie, que, debido a la gran superficie de las espátulas, le asegura una fuerte adhesión: en teoría las cuatro patas del geco pueden mantener cientos de kilos de peso.

La separación de la planta y la superficie ocurre con el cambio del ángulo de las setas: para esto basta con una fuerza menor, porque no todos los enlaces se rompen al mismo tiempo.

Fuerza de dispersión

  • nube de electrones
  • núcleo - El núcleo cargado positivamente y la nube de electrones del átomo cargada negativamente vibran y así crean dipolos temporales.
  • fuerza electrostática - Cuando dos partículas se acercan y una está polarizada, su polo positivo repele el núcleo de la otra partícula y atrae su nube de electrones. De este modo, induce la polarización de la otra partícula y se forma una fuerza electrostática entre ellas. Esta interacción es bastante débil, de los enlaces químicos secundarios el más débil. Sin embargo, la gran superficie de las espátulas le asegura al geco una fuerte adhesión.

La fuerza de dispersión que causa la adhesión de las espátulas a la superficie es una de las fuerzas de Van der Waals. El principio de esta interacción es la oscilación del núcleo positivo y la nube de electrones negativa del átomo. Cuando una partícula de la pata del geco y una partícula de la superficie de cristal se acercan, una de ellas se polariza. Su polo positivo repele el núcleo de la otra partícula y atrae su nube de electrones. De esta manera induce la polarización en la otra partícula y se forma una interacción electrostática entre ellas. Esta interacción es bastante débil, de los enlaces químicos secundarios el más débil. Sin embargo, la gran superficie de las espátulas le asegura al geco una fuerte adhesión.

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