Un vídeo a cámara lenta ha revelado el mecanismo preciso con el que el aguijón de la abeja melífera sigue inyectando veneno de forma autónoma tras desprenderse del cuerpo del insecto. El hallazgo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), muestra que esta diminuta estructura de apenas dos milímetros actúa como una microbomba de doble pistón colapsable, capaz de penetrar más profundamente en la piel y bombear el tóxico.
El equipo liderado por Fiorella Ramírez-Esquivel, de la Universidad Macquarie (Australia), en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, utilizó videografía de alta velocidad, microtomografía computarizada y un modelo físico a escala para desentrañar un proceso que se conocía de forma incompleta desde hace más de un siglo. Se sabía desde alrededor de 1910 que el saco de veneno se vacía en una cámara con elementos de bombeo llamados válvulas, pero no se había observado cómo funcionaban exactamente.
Cuando una abeja obrera pica, el aguijón —con sus púas— suele quedar anclado en la piel elástica de mamíferos. Al intentar volar, el insecto se desprende de parte de su abdomen (un fenómeno conocido como autotomía), lo que suele costarle la vida. Sin embargo, el aguijón abandonado no se detiene: continúa clavándose más profundamente y bombeando veneno de manera independiente.
“El aguijón solo puede picar de forma autónoma durante un breve periodo de tiempo tras haberse separado del cuerpo de la abeja. En concreto, bombea veneno entre medio minuto y dos minutos. Después se queda sin energía y deja de moverse”, explica Ramírez-Esquivel.
Para observar el proceso, los investigadores indujeron a las abejas a picar un gel transparente que imita la consistencia de la piel humana y grabaron todo a alta velocidad. Las imágenes muestran dos lancetas afiladas y puntiagudas que se deslizan hacia adelante y hacia atrás sobre un sistema de raíles, con un movimiento similar al de una sierra recíproca. Este vaivén permite que el aguijón se introduzca más profundamente mientras bombea el veneno.
Cada lanceta lleva acoplada una válvula flexible dentro de la cámara de bombeo (el bulbo). Estas válvulas cambian de forma de manera dinámica: se inflan como un paracaídas en el movimiento descendente, sellando la cámara y generando la presión necesaria para empujar el veneno hacia fuera; luego se colapsan en el movimiento ascendente para facilitar el llenado y minimizar el reflujo. Cuando las dos válvulas se encuentran en el centro, se deforman para cruzarse y pasar una junto a la otra.
“Mientras una válvula bombea veneno en su movimiento descendente, la otra se encuentra preparada para expulsarlo cuando le llegue su turno”, detalla la investigadora. “Se trata de una forma inusual de construir una bomba, ya que implica que los pistones deben ser muy maleables y capaces de cruzarse y pasar uno junto al otro en el centro de la cámara”. El resultado es un flujo continuo de veneno, a diferencia de una jeringa convencional de un solo pistón, que interrumpe el flujo al retraerse.
El aguijón autotomizado incluye no solo el saco de veneno y las glándulas que secretan feromonas de alarma, sino también músculos y tejido neural que coordinan la secuencia de movimientos. Para confirmar la mecánica, el equipo construyó un modelo a mayor escala impreso en 3D de la cámara y las lancetas, que reprodujo el ciclo de bombeo.
Este diseño de doble pistón axial, raro en sistemas biológicos, podría inspirar el desarrollo de microbombas para aplicaciones médicas poco invasivas y dispositivos microfluídicos. “El diseño de la bomba es bastante inusual, ya que cuenta con dos pistones en una única cámara de bombeo. Creemos que esto contribuye a generar un flujo continuo de líquido, lo que podría resultar ventajoso en diversas aplicaciones”, afirma Ramírez-Esquivel. “A medida que los estudios sigan avanzando, el diseño del aguijón podría diversificarse en aplicaciones como bombas médicas para la administración de fármacos”.
