What Do Insects Do When Nature Calls? | Saad Bhamla | TED

Traductor: Cesar Guadarrama Revisor: Daniela Pardo

I love bugs.

Amo los bichos.

I think of them as nature’s tiny engineers

Los veo como pequeños ingenieros de la naturaleza,

because they come up with the most extraordinary and incredible solutions

porque presentan las soluciones más increíbles y extraordinarias

to life’s problems.

a los problemas de la vida.

And I just love observing them

Me encanta observarlos

because they're so full of surprises and curiosities.

porque están llenos de sorpresas y curiosidades.

During my career, I studied spiders that use their webs as a slingshot

Durante mi carrera, estudié a las arañas que usan sus telarañas como resorteras

to capture prey deep in the Amazon rainforest,

para capturar a sus presas, en la selva amazónica;

worms that tangle up with each other

gusanos que se enredan entre ellos

and form knots to form these shape-shifting blobs

y forman nudos que crean unas manchas que cambian de forma

to survive in harsh environments such as sewers and caves,

para sobrevivir en ambientes hostiles como drenajes y cuevas;

and tiny aquatic beetles that bring their own scuba gear when they dive,

y escarabajos acuáticos,

que tienen su propio equipo de buceo, en su trasero.

on their butts.

But today, I'm going to tell you a story

Pero hoy voy a contar una historia

about one of nature's most extraordinary engineers

sobre uno de los ingenieros más extraordinarios de la naturaleza,

that pushes the limits of fluid mechanics and bioengineering

que sobrepasa los límites de la mecánica de fluidos y bioingeniería

and, arguably, solves their number one problem --

y posiblemente resuelven su mayor problema.

how insects pee.

¿Cómo orinan los insectos?

A few years ago, my student, Elio Challita, and I

Hace algunos años, mi estudiante Elio Challita y yo,

observed this tiny insect having a private moment

observamos este pequeño insecto durante su momento íntimo

in our own backyards in Atlanta,

en nuestro patio trasero en Atlanta, y no podíamos creer lo que veíamos.

and we couldn't believe our eyes.

This insect was peeing for hours,

El insecto estuvo orinando por horas y fue tan rápido que apenas pudimos verlo.

and it was so quick we could barely see it.

And we were blown away -- we had never seen anything like this.

Estábamos fascinados, nunca habíamos visto algo así.

We had never seen an insect pee.

Nunca habíamos visto a un insecto orinar, así que hoy voy a contarles cómo lo hacen,

So today, I'm going to tell you how insects pee,

why they pee so much and in this way,

porqué orinan tanto y de esa forma,

and finally, why you should care about insect pee.

y finalmente, por qué debería importarnos la orina de los insectos.

(Laughter)

Siéntense cómodamente, relájense y disfruten el espectáculo.

So sit back and relax -- you're in for a treat.

(Laughter and applause)

(Risas y aplausos)

(Laughs) So one of the first things we had to discuss

(Ríe) Una de las primeras cosas que tuvimos que discutir fue:

is "Wait a second -- insects pee?"

“Espera un momento, ¿los insectos orinan?”

And it turns out that almost all insects pee,

Y resulta que casi todos los insectos orinan, de una u otra forma.

in one form or another.

It's a closed system -- what goes in must come out.

Es un sistema cerrado, lo que entra debe salir.

But the protagonist of today's story, Homalodisca vitripennis,

Pero el protagonista de hoy, Homalodisca vitripennis,

or a glassy-winged sharpshooter --

o francotirador de alas vidriosas...

isn't it gorgeous?

¿No es precioso? Se ve que su nombre viene de sus alas transparentes.

You can see where it gets its name from, it's got these transparent wings.

This insect specializes in feeding on xylem fluid from plants.

Este insecto se especializa en alimentarse del líquido de xilema de las plantas.

It’s a sapsucker.

Es un chupa savia.

But I think of it as a plant's mosquito.

Pero yo lo veo como un mosquito de plantas.

And just after a mosquito sucks your blood,

Así como los mosquitos chupan sangre, dejando un regalo de despedida,

it leaves behind a parting gift --

so do these sharpshooters

también lo hacen estos insectos que riegan bacterias en estas plantas,

that spread bacteria into these plants,

and it causes devastating and deadly diseases in plants,

y causan enfermedades devastadoras y mortales en las plantas que las matan.

killing them.

This is a huge problem in agriculture, including here in California,

Es un gran problema en la agricultura, incluyendo la de aquí, en California,

where it caused millions of dollars in damage to vineyards.

donde ha causado daños de millones de dólares en los viñedos.

And you can appreciate what they lack in size,

Y podemos notar que su falta de gran tamaño

they make up in numbers.

lo compensan con grandes comunidades.

This is what millions of insects feeding and peeing looks like.

Así es como se ven millones de insectos comiendo y orinando.

If only this woman knew where that water was coming from.

Si tan solo supiera la mujer de dónde viene toda el agua

(Laughter)

(Risas)

Now, don't worry, this insect's pee is just water.

No se preocupen, este insecto solo orina agua.

And so for the first time, I'm going to show you this behavior,

Así que, por primera vez, les mostraré este comportamiento

slowed down with our high-speed cameras,

ralentizado por nuestras cámaras de alta velocidad.

and this is what we discovered.

Esto fue lo que descubrimos.

We realized that this insect forms a droplet of pee,

Nos dimos cuenta que este insecto forma gotas de orina,

and then it flings them at extreme accelerations,

y después las avienta con una aceleración extrema,

of 40 g-forces.

de 40 Fg (Fuerza Gravitatoria).

That's 40 times faster than the sprint of a cheetah.

Esto es 40 veces más rápido que un guepardo a toda velocidad.

These insects are really packing a punch from their butts.

Los traseros de estos insectos sí que tienen un gran impacto.

And we wanted to under-- (Laughs)

Y queríamos enten... (Risas)

We wanted to take a closer look at this flicker,

Queríamos mirarlo más de cerca.

so we put this insect and took a look under a microscope at its business end,

Así que tomamos un insecto para mirar esa punta con el microscopio.

and this beautiful structure has a scientific name:

Esta hermosa estructura tiene un nombre científico.

it's called a butt flicker.

Se llama trasero propulsor.

(Laughter)

(Risas)

And this is what we discovered.

Y esto fue lo que descubrimos.

We realized that this insect had evolved springs and latches,

Nos dimos cuenta que este insecto ha desarrollado resortes y pestillos,

just like a catapult, so that it could efficiently hurl its droplets of pee,

como una catapulta, para poder lanzar gotas de orina eficientemente,

repeatedly, at these high accelerations.

repetidas veces a tan altas velocidades.

Now, we wanted to measure the speed at which this flicker was moving,

Ahora, queríamos medir la velocidad del movimiento de propulsión y las gotas,

and the droplets,

so we measured the speed of both the droplets and the flicker.

así que medimos la velocidad de ambas:

de las gotas y la propulsión.

And this is where we made a puzzling observation.

Y descubrimos algo impresionante.

The speed of the droplets in the air was faster than the flicker.

La velocidad de las gotas en el aire era mayor que la de la propulsión.

So if you take a ratio of that, we were expecting it to be 100 percent,

Así que si tomas la proporción de eso, esperamos que será del 100%,

but turns out that the speed of the droplets

pero resulta que la velocidad de las gotas

are about 150 to 200 [percent] faster than the flicker itself.

son entre 150 y 200 % más rápidas que la propulsión.

This is why this is counterintuitive:

Les explico por qué es contradictorio.

imagine a Yankees baseball player throwing a ball at 100 miles an hour.

Imaginen a un jugador de los Yankees lanzando una pelota a 100 millas por hora.

At some point during that throw,

En algún punto en el lanzamiento,

their hands and fingers are moving at 100 miles an hour.

sus manos y dedos se mueven a 100 millas por hora.

Say an amateur ballplayer throws a ball at 50 miles an hour,

Pero si un beisbolista amateur lanza la pelota a 50 millas por hora,

and if you measure the speed of the ball

y al medir su velocidad en el aire va a 100 millas por hora

and it's 100 miles an hour in midair,

nos sorprendería de dónde obtuvo esa velocidad adicional.

we’d be surprised -- where would that extra speed come from, right?

Es exactamente lo que estos insectos hacen.

This is exactly what these insects are doing.

So to solve this puzzle, we went back and looked at our videos.

Para resolver este problema, volvimos a ver nuestros videos.

And we’ll play this a couple of times --

Lo reproduciremos un par de veces, a ver si lo notan.

see if you can figure this out.

Did you catch it?

¿Lo vieron?

Let me grab a frame.

Pondré un cuadro.

We realized that unlike a baseball that’s rigid ...

A diferencia de las pelotas de béisbol que son rígidas

due to surface tension, these tiny droplets are squishy,

estas gotitas son suaves, dada la tensión superficial,

and we had an “aha” moment.

y tuvimos nuestro momento de “Eureka”.

We were wondering if this insect is storing energy

Nos preguntábamos si este insecto almacena energía

due to the surface tension just before launch.

dada la tensión superficial antes del lanzamiento

And to test this, we did, naturally, what any of us would do --

Para probar esto, hicimos lo que cualquiera de nosotros haría.

we converted our kitchen tables into a lab to test this.

Convertimos nuestras mesas de cocina en un laboratorio para hacer pruebas.

So now, we're going to place droplets on a speaker,

Así que pusimos gotas en una bocina para someterlas a altas velocidades,

to squish them at high speeds,

and this is what we discovered.

y esto fue lo que descubrimos.

We realized that water that flows in our faucets like a liquid,

Nos dimos cuenta de que el agua de nuestros grifos,

en su forma líquida,

at these tiny scales, due to surface tension,

a estas escalas, dada la tensión superficial,

with the right timing, can get a kick, store energy,

calculando los tiempos, puede tener un empuje, almacenar energía,

and if you time it just right,

y en el momento justo,

you can launch these off at extremely high speeds,

puedes lanzarlas a una velocidad extremadamente alta.

just like a child on a trampoline.

Como un niño en un trampolín.

And to test this idea of timing, we even built a catapult.

Y para probar esta idea del tiempo, construimos una catapulta.

Our should I say a "cata-pee"?

¿O debo decir “cata-pipí“?

(Laughter)

(Risas)

And it reinforced this idea: too slow, the droplets don’t go off,

Y reforzó esta idea: si es muy lento, las gotas no se disparan

and then if you move at the right speed, you've flung this.

y moviéndolas a la velocidad exacta, las lanzas.

So I've told you today

Les he hablado sobre cómo estos insectos utilizan su estructura de catapulta

how these insects use this catapulting structure

to store energy and surface tension

para almacenar energía y tensión superficial

y lanzar estas gotas a velocidades récord.

and throw these droplets at record-breaking speeds

to be, really, number one ...

Para realmente ser lo mejor de lo mejor.

at number one.

(Laughs) But why have these insects evolved this remarkable ability?

Pero ¿por qué estos insectos evolucionaron con esta gran habilidad?

And there are two reasons for this.

Hay dos razones para ello.

Number one is they are on a zero-calorie diet.

La primera es que tienen una dieta de cero calorías

These tiny bugs are feeding from the xylem fluid

Estos pequeños bichos se alimentan del fluido de xilema

that comes up through the roots, through the soil,

que proviene de las raíces a través del suelo,

and goes to the rest of the plant.

y va para el resto de la planta.

It's very, very poor in nutrients --

Tiene muy pocos nutrientes, siendo solo agua y algunos minerales.

it's just water and some minerals.

This is unlike the phloem fluid, which is rich in sugar,

No es como el fluido de floema, que es rico en azúcares

coming through photosynthesis at the leaves

viniendo de la fotosíntesis de las hojas y yendo al resto de la planta.

and going through the rest of the plant.

Esto sería equivalente a que un humano sobreviviera solo de limonada.

This is akin to a human

purely sustaining themselves on a diet of diet lemonade.

Very low energy source --

Con tan bajos niveles de energía,

you'd have to constantly drink, but you'd have to constantly pee as well.

habría que consumirla constantemente, pero constantemente orinarla también.

This still doesn't explain why these insects pee in droplets,

Esto no explica por qué estos insectos orinan en gotas,

and not in jets, like you and I would,

y no en chorros, como nosotros, al tomarnos ese tiempo biológico.

if you were to take a bio break.

Let's take a look at cicadas.

Veamos a las cigarras.

These are the cousins of these sharpshooters.

Son primas de estos insectos.

They're also xylem fluid feeders ...

También se alimentan de fluido de xilema

and they pee in jets.

y orinan en chorro.

(Laughter)

(Risas)

I love this video.

Amo este video.

This shows cicadas doing two of their favorite things

Muestra a las cigarras haciendo sus dos cosas favoritas tras hibernar:

when they come out of hibernation --

singing at the top of their lungs and peeing in the wind.

cantar a todo pulmón y orinar al viento,

(Laughter)

(Risas)

And the second reason why these insects pee in droplets is size --

La segunda razón para orinar en gotas es su tamaño.

these things are tiny, they're smaller than my pinky.

Estos insectos son muy pequeños, más pequeños que mi meñique.

De hecho, la tensión superficial que permite que almacenen energía

In fact, the surface tension that enables them to store energy

in these droplets to launch

en las gotas para lanzarlas es un impedimento,

is actually an impediment,

because gravity doesn't matter,

porque la gravedad no importa,

and surface tension sticks these droplets to their bodies.

y la tensión superficial mantiene las gotas en su cuerpo.

So they actually have to flick these droplets away --

Así que tienen que propulsar las gotas.

it's actually very difficult for these tiny bugs to pee.

Es muy difícil orinar para estos bichos.

And that's why I just love studying bugs.

Y es por eso que amo estudiar bichos.

This tiny engineer has figured out how to survive on barely just water

Este pequeño ingeniero descubrió cómo sobrevivir casi de agua

through the xylem fluid.

con fluido de xilema.

And it’s figured out to do so, it has to drink a lot,

Y también descubrió que para ello, tiene que beber mucho y orinar mucho.

and pee a lot.

In that sense, it's not so different from other engineers I know

Muy similar a otros ingenieros que conozco que van a bares los viernes por la noche.

on a Friday night at a bar.

(Laughter)

(Risas)

But to do so,

Pero para hacerlo,

it’s figured out it had to evolve this catapulting structure

tuvieron que desarrollar esta estructura de catapulta

and fling these droplets at high speeds.

y lanzar estas gotas a gran velocidad.

Por eso, al explorar nuevos bichos, le digo a mis alumnos:

And that’s why I always tell my students when we explore new bugs,

"It's not a bug, it's a feature."

“Cada bicho tiene sus caprichos”.

(Laughter)

(Risas)

(Applause)

(Aplausos)

OK, so why should you care about insect pee,

Entonces, ¿por qué debe importarnos la orina de los insectos?

and what’s the practical application of this work?

¿En qué nos beneficia saber esto?

Maybe, maybe one day,

Tal vez, algún día,

these ideas, these principles could help us design

estas ideas y principios pueden ayudarnos a diseñar

more efficient water-ejector systems

sistemas más eficientes de expulsión de agua para teléfonos,

for our smartphones, our watches and hearing aids.

relojes y aparatos auditivos.

But I have to be honest,

Pero para ser honesto,

that's not really why I've obsessed over insect pee

esa no es la razón por la que me obsesioné con la orina de los insectos

for the last four years.

los últimos cuatro años.

I do this because when I share my work with kids,

Lo hago porque cuando comparto mi trabajo con los niños,

it ignites their curiosity.

enciende su curiosidad.

When I talk about insect pee, it makes their eyes light up.

Cuando hablo de la orina de los insectos, sus ojos brillan.

They laugh, they run around in their backyards,

Se ríen, van a sus patios traseros

looking at bugs and asking questions.

buscando bichos y hacen preguntas.

It reminds them and us that we can discover marvelous in the mundane,

Les recuerda y nos recuerda

que podemos encontrar cosas maravillosas en lo mundano.

even in our own backyards.

Incluso en nuestros patios.

Solo tenemos que prestar atención.

We just have to look closely.

Muchas gracias.

Thank you so much.

(Cheers and applause)

(Vítores y aplausos)

I've got to go pee.

Tengo que ir al baño.