Cómo las intrincadas cestas de flores de Venus manipulan el flujo del agua de mar

Una canasta de flores de Venus no es todo espectáculo. Esta impresionante esponja de aguas profundas también puede alterar el flujo de agua de mar de formas sorprendentes.

Una cámara de encaje en forma de barril forma el esqueleto vidrioso de la esponja. Las simulaciones de flujo revelan cómo esta intrincada estructura altera la forma en que el agua se mueve alrededor y a través de la esponja, ayudándola a soportar las implacables corrientes oceánicas y tal vez a alimentarse y reproducirse, informan los investigadores en línea el 21 de julio en Naturaleza.

Estudios anteriores han encontrado que la construcción en forma de cuadrícula de una canasta de flores de Venus (Euplectella aspergillum) es fuerte y flexible. “Pero nadie ha intentado nunca ver si estas hermosas estructuras tienen propiedades dinámicas de fluidos”, dice el ingeniero mecánico Giacomo Falcucci de la Universidad Tor Vergata de Roma.

Aprovechando supercomputadoras, Falcucci y sus colegas simularon cómo fluye el agua alrededor y a través del cuerpo de la esponja, con y sin diferentes componentes esqueléticos, como la miríada de poros de la esponja. Si la esponja fuera un cilindro sólido, el agua que pasa formaría una estela turbulenta inmediatamente río abajo que podría empujar a la criatura, dice Falcucci. En cambio, el agua fluye a través y alrededor de la canasta de flores de Venus altamente porosa y forma una zona suave de agua que flanquea la esponja y desplaza la turbulencia río abajo, encontró el equipo. De esa forma, el cuerpo de la esponja soporta menos estrés.

Las crestas que giran en espiral alrededor del exterior del esqueleto de la esponja también de alguna manera hacen que el agua se desacelere y se arremolina dentro de la estructura, mostraron las simulaciones. Como resultado, las células alimenticias y reproductivas que se desplazan hacia la esponja quedarían atrapadas hasta el doble de tiempo que en la misma esponja sin crestas. Esa persistencia podría ayudar a los filtradores a capturar más plancton. Y debido a que las cestas de flores de Venus pueden reproducirse sexualmente, también podría aumentar las posibilidades de que los espermatozoides que flotan libremente encuentren óvulos, dicen los investigadores.

Es sorprendente que tanta belleza pueda ser tan funcional, dice Falcucci. Las habilidades de alteración del flujo de la esponja, dice, podrían ayudar a inspirar rascacielos más altos y resistentes al viento.

Esta simulación muestra cómo fluye el agua alrededor y a través de una canasta de flores de Venus (gris). Las crestas que atraviesan el exterior de la esponja hacen que el agua del interior se desacelere y se arremolina, formando vórtices que atrapan partículas. Y la forma de la esponja crea una zona suave de agua más lenta que se forma inmediatamente río abajo, protegiendo a la criatura contra las turbulencias. Las secciones transversales verticales contrastan la actividad de flujo de la zona tranquila (más cerca de la esponja) y la zona turbulenta (corriente abajo).G. Falcucci et al/Naturaleza 2021

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