En opinión de Michael Dickinson, no hay nada tan maravilloso como una mosca de la fruta.
Y no es porque la mosca sea uno de los animales de laboratorio más importantes en la historia de la biología, utilizada a menudo como un modelo sencillo para la genética o neurociencia humanas.
“No creo que sean un modelo sencillo de algo”, expresó. “Estos animales no son como nosotros, ¿sabe? Nosotros no volamos ni tenemos un ojo compuesto. No creo que procesemos la información sensorial de la misma manera. Los músculos que ellas utilizan simplemente son increíblemente mucho más sofisticados e interesantes que los músculos que nosotros utilizamos.
“Ellas pueden gustar con sus alas”, continuó. “Nadie sabe de alguna razón por la que tienen células del gusto en sus alas. Sus cuerpos están totalmente cubiertos con sensores. Éste es uno de los organismos más estudiados en la historia de la ciencia, y aún somos fundamentalmente ignorantes respecto a muchos aspectos de su biología básica. Es como tener a un extraterrestre en tu laboratorio.
“Y”, añadió al hacer una pausa, “¡pueden volar!”.
Dickinson, de 50 años, estudia las bases del comportamiento en el cerebro en la Universidad de Washington, en Seattle. En la práctica ha fijado su objetivo en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, y su comportamiento de vuelo para estudios que tienen que ver con la física, matemáticas, neurobiología, visión computacional, fisiología muscular y otras disciplinas.
Dickinson y un mentor inicialmente resolvieron un eterno problema de física en torno al vuelo del insecto, y él ha continuado la investigación. Su influencia sobre la nueva investigación se extiende desde la neurociencia básica hasta la robótica.
Los investigadores en la Universidad de Harvard que construyeron un robot volador del tamaño de una mosca a principios de este año, por ejemplo, lo basaron parcialmente en su labor.
Su investigación para su disertación en la Universidad de Washington fue sobre el desarrollo y la neurobiología de la mosca, pero expresó: “Casi instantáneamente me sentí mucho más interesado en la función de toda la mosca que en los problemas más mecánicos, pero probablemente mejor planteados de cómo crecen los pequeños axones al cerebro”.
Después de dejar un puesto posdoctoral, comenzó a trabajar con Karl Georg Götz, en la Universidad de Tübingen, en el vuelo del insecto.
“Construimos este modelo muy sencillo de una ala agitándose hacia atrás y hacia adelante en 200 litros de agua azucarada”, comentó Dickinson. Lo que encontraron fue que cuando las alas se agitan, “generan esta estructura de flujo llamada un vórtice en el borde de ataque”.
En ese entonces, la naturaleza del vuelo de insectos aún era un enigma, la base del mito de que los ingenieros habían demostrado que los abejorros no podían volar.
“Pudimos medir las fuerzas”, indicó, y “hacer simples cálculos de que los insectos, de hecho, sí pueden volar”.
Quedó enganchado. “El vuelo de la mosca es sencillamente un fenómeno fabuloso de estudio”, afirmó. “Lo tiene todo, desde la biología sensorial más sofisticada hasta física, fisiología muscular y cálculos neurales realmente interesantes.
“Simplemente todo el proceso que mantiene a una mosca suspendida en el espacio o volando a través del aire está vinculado con la ecología y con la energética”.
Cuando Dickinson se mudó a su primer puesto académico, en la Universidad de Chicago, externó: “a partir de ese día, traté de establecer un laboratorio que trabajara de esta forma muy integradora”.
Sus estudiantes de posgrado e investigadores posdoctorales en ese laboratorio y otros han provenido de formaciones como ingeniería, física y biología.
En el laboratorio de Dickinson en la Universidad de Washington, hay micro-caminadoras para las moscas y macro tanques de líquido viscoso para alas robóticas.
Su laboratorio ha trabajado con moscas que están sujetas a una correa y empleadas en una clase de teatro de realidad virtual, donde las moscas reaccionan a videos de estímulos, que utilizan como blancos durante el vuelo. A veces las moscas pueden controlar la pantalla, como en un videojuego.
Si se compara neurona con neurona, señaló Dickinson, el cerebro de la mosca tiene una variedad más amplia de comportamiento que los cerebros más complejos de mamíferos.
Una razón parece ser que la presencia de diferentes químicos llamados neuromoduladores en el cerebro de la mosca puede cambiar cómo actúa un grupo determinado de neuronas en diferentes momentos.
“Una de nuestras observaciones más recientes es que la drosophila puede leer la brújula celeste”, señaló, “así que tiene la misma capacidad que tienen las mariposas monarca de poder básicamente ver el cielo” y averiguar la dirección con base en la polarización de la luz.
Con esta habilidad, no hay necesidad de ver el cielo completo o los patrones estelares. “Funciona aún cuando tienes sólo un diminuto pedazo de cielo azul”, agregó. “Es una solución que los vertebrados no encontraron, que los humanos no encontraron, pero los insectos sí”.