La forma espiralada que recuerda al emoji de la caca, presente en excrementos de lombrices, gusanos de arena y hasta en pasta, comparte una misma explicación física según un estudio publicado en Nature Communications.

Darwin registró las espirales en 1881, pero no pudo explicarlas

En La formación del manto vegetal por la acción de las lombrices, publicado en 1881, Charles Darwin describió con detalle cómo estos invertebrados alteran el suelo y dejó constancia de unas curiosas espirales cuya función y procedencia siguieron siendo difíciles de interpretar durante más de un siglo.

Las estructuras parecían demasiado regulares para atribuirlas al azar y demasiado sencillas para exigir una sofisticada especialización biológica.

Los gusanos de arena convierten la playa en un experimento natural

Los protagonistas del nuevo trabajo son los lugworms o gusanos de arena, organismos del género Arenicola que habitan galerías en forma de U excavadas entre 20 y 30 centímetros bajo la superficie de los depósitos costeros.

Cuando baja la marea, procesan enormes cantidades de arena en busca de materia orgánica y expulsan los restos hacia el exterior. El resultado son pequeñas estructuras helicoidales dispersas por la playa, más uniformes que el emoji de la caca.

A diferencia de la mayoría de especies, este anélido libera los sedimentos desde el interior de la galería hasta la capa superior. El flujo asciende desde abajo y debe desplazarse contra la gravedad antes de depositarse sobre el terreno.

Esa peculiaridad convierte un mecanismo biológico ordinario en un experimento natural extraordinariamente útil para los especialistas en mecánica.

La dirección del flujo cambia por completo la forma del montículo

La aportación principal del estudio surge al contrastar dos situaciones que, a simple vista, pueden parecer equivalentes.

La inmensa mayoría de especies elimina los residuos en sentido descendente. La materia cae impulsada por la gravedad y se acumula sobre una superficie. Conforme el montón aumenta de tamaño, las vueltas inferiores presentan un radio más amplio y las superiores adquieren dimensiones cada vez menores.

El conjunto desarrolla al final una silueta cónica reconocible para cualquiera que haya usado un teléfono móvil en los últimos años: es, en esencia, la figura del popular emoji de la caca.

Los ejemplares analizados operan bajo condiciones distintas. Como el flujo emerge desde abajo, la gravedad no favorece el desplazamiento, sino que actúa en sentido contrario. El sistema entra entonces en un régimen alternativo donde las espiras conservan proporciones mucho más homogéneas.

«las restricciones mecánicas reducen drásticamente el abanico de alternativas»

Los autores

La misma relación matemática apareció en masa de guisante y pasta

Para interpretar el comportamiento, los especialistas recurrieron a una formulación conocida como elastic rope coiling theory, o modelo de enrollamiento elástico.

El grupo examinó las propiedades mecánicas del material expulsado por los gusanos y elaboró una masa de guisante con características equivalentes. Al extruirla en laboratorio, obtuvo patrones prácticamente idénticos.

Después fue un paso más allá: además de los anélidos y de la masa de guisante, los científicos realizaron pruebas con espaguetis previamente reblandecidos y con fideos de arroz. Aunque los materiales diferían muchísimo en composición, origen y contexto, todos se ajustaron a la misma relación matemática, como resumió Phys.org.

Los análisis revelaron que los registros obtenidos en ámbitos tan alejados convergían hacia una pauta común, exactamente la anticipada por la teoría de enrollamiento elástico.

La física pesa más que la biología en estas geometrías

Uno de los aspectos más sugerentes de la investigación es que propone un null model auténtico para explicar estas configuraciones. Los autores no sostienen que la biología carezca de relevancia, pero sí que la disposición surge de un modo espontáneo porque las restricciones mecánicas reducen drásticamente el abanico de alternativas posibles.

El marco conceptual podría extenderse a otros procesos biológicos en los que sustancias blandas son liberadas sin tensión externa, y también a determinados mecanismos de crecimiento vegetal y de deposición de secreciones orgánicas.

La seda de araña, en cambio, sigue una dinámica distinta porque el animal mantiene el filamento sometido a tensión activa durante su construcción.

Lo que comenzó como una anotación realizada por Darwin hace 144 años terminó mostrando que sistemas muy dispares pueden generar geometrías extraordinariamente parecidas cuando se encuentran sometidos a las mismas restricciones mecánicas.