Superaceleración en el reino animal

Piensa en un animal cazando a otro para alimentarse. ¿Qué característica dirías que lo hace un buen depredador? Podríamos pensar en la velocidad; un buen ejemplo sería un guepardo persiguiendo a una gacela a 115 km/h. Pero la velocidad no es lo único que hace que un depredador sea letal para su presa. La hidra, un primitivo animal del filo Cnidaria —el mismo al que pertenecen medusas y pólipos—, posee unas células urticantes con las que lanza sobre sus presas un aguijón que les inyecta neurotoxinas paralizantes. Usando cámaras electrónicas de velocidad ultrarrápida se ha calculado que la punta de uno de estos aguijones puede alcanzar los 37 m/s —algo más de 130 km/h— y así es capaz de atravesar la cutícula de los crustáceos de los que se alimenta la hidra. Lo asombroso de este disparo no es la velocidad del aguijón, sino el tiempo que le lleva alcanzarla: 700 nanosegundos. Teniendo en cuenta que el nanosegundo es la milmillonésima parte del segundo, a su lado el guepardo, que necesita tres segundos para llegar a su velocidad máxima, parece ahora un animal lento.

Este ejemplo de supervivencia animal ilustra la importancia de la magnitud cinemática que vamos a analizar: la aceleración. Como probablemente sabes, la aceleración mide la relación que hay entre cuánto cambia la velocidad y el tiempo que lleva este cambio. Dicho de otro modo, cuanto más rápido cambie la velocidad de un objeto mayor será su aceleración, y a la inversa. Es decir, si el cuerpo pasa de una velocidad $v_i$ a una velocidad $v_f$ y este cambio le lleva un tiempo $t$, entonces podemos calcular cuánto ha sido su aceleración media sin más que dividir el cambio en la velocidad $v_f-v_i$ entre el tiempo $t$:

$$a_m=\frac{v_f-v_i}{t}$$

Por ejemplo, según hemos leído en la introducción, el guepardo pasa de estar quieto a alcanzar una velocidad de 115 km/h en 3 segundos. Entonces su aceleración es:

$$
\left.\begin{array}{l}
v_i = 0 \; m/s\\
v_f = 115 \; km/h = 31,9 \; m/s\\
t=3 \; s
\end{array}\right\}
\Rightarrow a_{guepardo}=\frac{v_f-v_i}{t}=10,6 \; m/s^2
$$

Para que podamos hacernos una idea esta aceleración es prácticamente la misma que la de un Porsche 918 Spyder, que es capaz de pasar de 0 a 100 km/h en 2,6 s. Impresionante, ¿no?

En el caso de la hidra, su aguijón pasa de 0 a 37 m/s en 700 ns. Aunque la velocidad alcanzada es del mismo orden de magnitud que la del guepardo, el tiempo empleado es infinitamente menor. En consecuencia, sin necesidad de hacer ningún cálculo vemos que la aceleración alcanzada por el aguijón de la hidra es muchísimo mayor que la que puede desarrollar el guepardo cuando persigue a su presa. Aún así, vamos a ver qué nos dicen los números.

$$
\left.\begin{array}{l}
v_i = 0 \; m/s\\
v_f = 37 \; m/s\\
t=700 \; ns = 7 \cdot 10^{-7} \; s
\end{array}\right\}
\Rightarrow a_{hidra}=\frac{v_f-v_i}{t}=5,3 \cdot 10^{7} \; m/s^2
$$

¡Este resultado bien se merece el título de “superaceleración”!

Para terminar vamos a comparar ambas aceleraciones; para ello debemos dividir una entre la otra:

$$
\frac{a_{hidra}}{a_{guepardo}}=5\,000\,000
$$

El resultado es asombroso: la aceleración del aguijón de la hidra es cinco millones de veces mayor que la del guepardo. Si quieres saber más sobre “superaceleración” en el mundo animal, lee el artículo “How some animals accelerate faster than all others”.