Cómo funcionan las lenguas de los gatos... y cómo pueden servir de inspiración a la tecnología humana

Los gatos adoran acicalarse casi tanto como adoran dormir. Llegan a pasar hasta un cuarto de las horas en que permanecen despiertos limpiando su pelaje. ¿Cuál es el secreto de su exitosa autolimpieza? Según un artículo publicado en la revista PNAS, las púas de sus lenguas son curvas y con puntas huecas. Estas diminutas púas, llamadas papilas, pueden trasladar grandes cantidades de saliva de la boca al pelaje, lo que no solo limpia a fondo a estos animales peludos sino que también ayuda a bajar la temperatura corporal a medida que la saliva se evapora.

“La lengua de un felino funciona como un peine muy inteligente”, dice David Hu, bioingeniero de Georgia Tech y autor principal del reciente artículo.

Los resultados no solo arrojan luz para comprender mejor cómo se mantienen limpias algunas de las mascotas más populares del mundo. También han servido de inspiración para crear un nuevo tipo de cepillo, llamado TIGR (“the Tongue-Inspired GRooming”). Con púas pequeñas, curvas y flexibles, similares a aquellas de las lenguas de los gatos, el prototipo TIGR remueve fácilmente pelos sueltos o piel de los humanos y felinos y se limpia tan solo pasándole el dedo. Incluso podría hacer que los gatos sean menos alergénicos gracias a que remueve el exceso de caspa, señala Hu.

Los investigadores descubrieron que estas papilas con forma de cuchara son lo que permiten que la saliva de los felinos llegue hasta su piel, lo que podría inspirar nuevos enfoques en lo que respecta a la limpieza y el depósito de fluidos en todo tipo de superficies peludas, mullidas y velludas. “El transporte de líquidos es un problema tanto para animales como para ingenieros”, afirma Sunghwan “Sunny” Jung, un bioingeniero de la Universidad de Cornell que no formó parte de la investigación. “Este artículo demuestra que los científicos pueden utilizar la física de ciertas conductas animales básicas para responder preguntas fundamentales”.

Escáner felino

Alexis Noel, alumna de Hu en el doctorado, se interesó por la limpieza de los felinos tras ver cómo la lengua de su gato solía quedarse enganchada al lamer la microfibra de una frazada. Noel ya había visto muchas veces cómo su gato se lamía a sí mismo pero, al verlo lidiar con una frazada peluda, comenzó a mirar este proceso con otros ojos.

Las lenguas de los felinos están recubiertas por púas afiladas llamadas papilas, que le dan una textura como de lija. Estas púas eran lo que se enganchaba en la frazada de Noel, quien quería comprender cómo es que estas papilas eran tan buenas para sacar nudos de los pelajes (y de las frazadas). Gracias a una lectura rápida de ciertos artículos académicos, descubrió que hasta el momento los científicos no habían prestado demasiada atención a la biomecánica del acicalamiento de los felinos. Hu y Noel decidieron cambiar esto.

Pero primero debían conseguir lenguas felinas. Obtener muestras de gatos domésticos ya fallecidos era sencillo. Obtener muestras de felinos salvajes, no tanto.  

“No hay muchas lenguas tiradas por ahí”, menciona Hu.

Tras una ardua recorrida por zoológicos y reservas de animales durante meses, finalmente consiguieron suficientes muestras: gatos domésticos, gatos monteses, pumas, leopardos de las nieves, tigres y leones. Noel y Hu observaron de cerca las pupilas gracias al uso de microtomografía computarizada. Un artículo publicado en 1982 decía que las papilas de los felinos tenían la forma de un cono hueco; pero gracias a tecnología más moderna, utilizada por los investigadores del Georgia Tech, se descubrió que las púas se curvaban para atrás, hacia la garganta.

La diferencia suena imperceptible, pero no lo es, afirma Hu. La forma curva de las papilas permite transportar agua empleando la tensión de la superficie (algo que un cono hueco no podría hacer).

“A una escala tan pequeña, estas diferencias son realmente importantes”, señala Hu.

A pesar de que cada papila puede tan solo acarrear una fracción de una gotita de agua (4,1 microlitros para ser precisos) por día, la lengua de un gato doméstico transfiere un promedio de 48 mililitros a su pelaje, casi un quinto de taza.

Cuestiones enredadas

Los científicos descubrieron que la orientación de las papilas no es fija. Videos en alta velocidad que mostraban a tres gatos domésticos de pelo corto acicalándose evidenciaron que las papilas rotan a medida que la lengua del felino encuentra nudos en el pelo. Esta rotación hace que la púa se adentre aún más en el enmarañado y finalmente logre desenredarlo.

Según Hu, esta flexibilidad es la clave que permite que unas púas tan diminutas no solo limpien la capa externa del pelaje, de pelos largos y disipados, sino también la capa inferior, más densa y cercana a la piel. Las mediciones hechas por los investigadores revelaron que incluso la presión ligeramente escasa de la lengua durante el acicalamiento permite que todas las especies de felinos puedan limpiar su pelaje y piel a fondo. ¿La excepción? El gato Persa, una raza doméstica que necesita ser cepillado a diario para evitar que se le formen marañas.

Pero todo este asunto de las lamidas no trata solo de lograr que los mininos luzcan lo mejor posible. Imágenes obtenidas a través de cámaras infrarrojas revelaron que el acicalamiento también ayuda a que el felino esté fresco ya que, a medida que la saliva se evapora, se genera una diferencia de temperatura de hasta 16 º Celsius entre la piel y la capa externa del pelaje.

Cepillo TIGR

Entender cómo hacían los felinos para mantenerse limpios era una cosa; pero, como ingeniero, Hu quería ir más allá. Cuando sus hijos se contagiaron piojos, Hu estuvo horas recorriendo farmacias para dar con el cepillo adecuado para sacar las liendres, y luego dedicó más horas a peinar sus cabellos para remover hasta el último rastro. Tras una rápida búsqueda en Internet, se dio cuenta de que los peines no habían cambiado demasiado en varios miles de años. El trabajo de Hu y Noel los llevó a pensar que quizá la lengua de los felinos podría servir de inspiración para un mejor invento.

“Buscar nuevos materiales al estudiar cómo se acicalan los felinos es genial – nos muestra que no debemos adentrarnos en el bosque para encontrar algo útil”, menciona Sylvain Deville, un ingeniero del Centro Nacional de Francia para la Investigación Científica, que no formó parte de esta investigación.

Utilizando un polímero de silicona, la pareja hizo una impresión 3D de un pequeño cepillo flexible casi del tamaño de dos dedos puestos uno al lado del otro. Las púas del cepillo eran tan solo una versión aumentada de las papilas de los gatos. Cuando Noel y Hu compararon la eficiencia de un cepillo TIGR con un cepillo humano al remover nudos de una piel sintética de nylon, vieron que con el TIGR se lograba remover más nudos haciendo menos fuerza que al utilizar un cepillo común. Noel también pudo remover pelos sueltos del cepillo tan solo pasando el dedo, en lugar del exhaustivo trabajo que implica sacar con pinzas los pelos de un cepillo común.  

Esto también podría implicar un mejor cepillado para los gatos, algunos de los cuales detestan los cepillos que se venden hoy en día. La suavidad y flexibilidad del TIGR podría hacerles sentir algo similar a la experiencia de su proceso de acicalamiento felino, más tolerable para ellos mismos e incluso para sus dueños.

Según Megan Schuknecht, Directora de Design Challenges (desafíos de diseño) del Biomimicry Institute en Missoula, Montana, el TIGR es el perfecto ejemplo de diseño bioinspirado. “Los felinos han estado cerca de nosotros por años, pero nunca nadie pensó en observar esto de cerca”, dice.

De todos modos, Jung afirma que el TIGR aún no está listo para ser producido en masa. “Se necesitan muchas mejoras antes de lanzarlo al mundo real”.

Hu y Noel ya han iniciado los trámites para patentar el TIGR y ver este cepillo en uso no solo para acicalamiento sino también para aplicar cremas y lociones a la piel de los felinos sin tener que pelarlos, e incluso para clasificar fibras de la industria textil.

Los gatos ya dominan internet. Y, con el TIGR, podrían dar un paso más para eventualmente dominar el mundo entero.