Imagine Dragons
Todos conocemos a los dragones, esas criaturas mitológicas que aparecieron en varias culturas de antaño pero que, en la actualidad, siguen manteniendo mucha popularidad gracias a grandes obras de ciencia ficción como "Juego de Tronos", "el Hobbit", "Harry Potter" y, por qué no; "Cómo entrenar a tu dragón". Pero a pesar de que tengamos todas las ganas de tener a uno cara a cara (bien encadenado obviamente), nos desilusiona un poco saber que no dejan de ser habitantes de nuestra imaginación. Aún así, como la persona curiosa que soy, no paro de preguntarme... ¿Podría un dragón haber evolucionado de verdad? ¿Tendrá las mismas características que vemos en las pantallas? En este artículo usaremos conceptos biológicos, físicos, químicos y, por supuesto, mucha imaginación para intentar traer un dragón al mundo real (por favor, no lo hagan en sus casas). Esto se conoce como biología especulativa, una rama poco conocida donde usamos la ciencia para traer a la vida animales y plantas de obras ficticias ¿Te interesa? Comencemos.
A lo largo de la historia de la humanidad, han aparecido muchas criaturas mitológicas parecidas a serpientes voladoras, encontrándose en casi cualquier cultura, desde las primeras civilizaciones mesopotámicas hasta lugares tan aislados como las islas de Hawaii. Estas criaturas tenían una gran variedad de formas y atributos. Quizás los tipos más conocidos son los dragones chinos y los europeos (como Mushu y Chimuelo respectivamente, si necesitas un ejemplo). En este artículo trataremos de crear un dragón europeo clásico, lo que significa que necesitamos que sea algún tipo de reptil con cola, escamas, que pueda volar y escupir fuego. Muy fácil decirlo pero un animal con esas características, ¿es posible? Veámoslo con más detalle.
Uno de los ingredientes más importantes para crear un dragón, obviamente es su capacidad de volar. Si nos ponemos a analizar los animales reales que sí pueden o pudieron volar, nos daremos cuenta que esta increíble capacidad ha aparecido en 4 linajes distintos (como ya hablamos en otro artículo llamado "sobre alas, pelos y plumas") los cuales son: insectos, aves, mamíferos (los murciélagos) y nuestros amigos ya extintos, los pterodáctilos. Aprovechemos entonces que millones de años de cambios y evolución nos han ahorrado el trabajo de pensar cómo hacer que un animal vuele, y aprendamos un poco de ellos para ver si es posible un quinto grupo capaz de realizar tal hazaña.
Si hay algo que tienen estos cuatro grupos en común es la presencia de alas, y nuestro hipotético animal lo tiene. Sin embargo, cuando se me viene a la cabeza un dragón, me imagino algo así como el que aparece en la bandera de Gales, es decir, con cuatros patas y dos alas que se origina en algún lado en la parte dorsal (la "espalda"). Por lo tanto tendrían...¿6 extremidades? Esto suena algo descabellado a nivel evolutivo. Un dragón sería un tipo de reptil y, como estos últimos, pertenecería a un gran grupo llamado Tetrapoda, junto con sus primos los anfibios, aves y mamíferos. Todos ellos comparten una bocha de características (no da para nombrarlas a todas) pero una de las más importante es la presencia de cuatro patas. Ahora bien, si vemos a los tetrápodos que lograron volar (o sea todos los que nombramos menos los insectos) las alas son originadas a partir de las dos extremidades delanteras (pensá en un ave) por lo tanto, debemos esperar que nuestro dragón haya evolucionado de esta forma. Lamentablemente un dragón como Charizard no sería posible, en cambio, si buscamos algún ejemplo más probable no podemos ignorar al imponente Smaug de "El hobbit". o Drogon de "Juego de Tronos".
Bien, necesitamos un reptil que vuele y como vimos en el artículo "De supremos a supremas", las aves en realidad son reptiles al igual que el animal fantástico que estamos creando. Este grupo es un ejemplo excelente de diseño corporal especializado para el vuelo, hecho que se puede ver reflejado en su anatomía y fisiología. Démosle un vistazo a los life hacks que usan para así usarlos en nuestro dragón, total los diseños de animales no tienen Copyright.
El peso es un factor importante a tener en cuenta, si un animal pesa mucho no hay alas que puedan soportarlo (tendrían que aletear a una velocidad imposible), por lo tanto nuestra gigante criatura está en desventaja, ¿qué podemos hacer al respecto? Las aves solucionan muy bien este problema al perder muchos huesos, fusionar otros y, de los que mantuvo en el esqueleto, la mayoría están llenos de agujeros o perforaciones (neumatización ósea) que se conectan con su sistema respiratorio, junto una serie de sacos aéreos, lo que mejora la eficiencia de la respiración y permite que tengan pulmones proporcionalmente más pequeños, aportando así a la reducción del peso. Por si esto no fuera suficiente, también han sacrificado algunos órganos, como un riñón, la vejiga, y el ovario derecho. Otra característica morfológica importante que no podemos pasar de largo es la presencia de un hueso en la región del esternón llamado quilla,donde se insertan unos poderosos músculos pectorales que le permite a las aves voladoras aletear y mantenerse en el aire por un mayor tiempo. Entonces anoten: necesitamos poco peso y unos músculos pectorales fuertes (así que hay que mandarlo al gym).
Pero con solo esas cosas nuestro dragón se moriría. Como ya hablamos en otras ocasiones, el poder volar implica un gran gasto de energía y de manera constante, por lo que esto es un importante limitante. No es de extrañar que los vertebrados voladores son de sangre caliente, es decir, aquellos que obtienen energía de su alimentación más que del medio externo, por lo tanto vamos a hacer caso a la naturaleza y hagamos a nuestro dragón de sangre caliente. Por lo general, estas especies presentan alguna estructura que le permite aislarse del medio externo como pelos y plumas, por ejemplo. Así que sí, aunque esto se aleja un poco de nuestra visión de un dragón típico, podríamos esperar que esta criatura presente plumas o alguna estructura similar de mismo origen, más considerando que a los dragones les gustan las frías montañitas, allí no querrás perder tu preciado calor (a menos que pueda hacer una fogata con su fueguito, lo cual lo veo poco probable).
Ahora bien, ya hablamos mucho de las aves pero no podemos olvidarnos de nuestros amigos nocturnos, los murciélagos. Ellos lograron volar utilizando estrategias muy distintas y podemos utilizarlas como inspiración. Por ejemplo, si nos enfocamos en sus alas veremos que son bastantes similares a las de un dragón, pues están formadas por una membrana llamada patagio (esta se encuentra en muchos grupos animales) creadas a partir de tejido embrionario que, en lugar de "cortarse", se mantiene en el individuo ya desarrollado. Sumado al patagio, los murciélagos presentan los dedos muy largos que le sirven de armazón, dándole rigidez al ala. Todo esto aporta a los murciélagos ciertas ventajas a la hora de volar ya que, a diferencia de las aves, sus alas son más flexibles y presentan una serie de "puntos de bisagras" que les permiten hacer muchas maniobras en el aire, volar a menor velocidad o en espacios reducidos sin perder equilibrio. Podríamos pensar en nuestro dragón con patagio y largos dedos que le permitiría tener más agilidad al volar por esas colinas empinadas y abismales donde nos imaginamos que viven.
¡Genial! Tenemos alas y todos los requerimientos necesarios para que nuestro dragón sea funcional, cada vez estamos más cerca pero... ¿qué sería de un dragón sin poder escupir fuego? ¿podría realmente hacerlo? Echemos un vistazo a la química del fuego y la combustión.
Para crear fuego necesitamos tres componentes: un combustible (algo que sea propenso a oxidarse, por ejemplo un gas inflamable), un comburente (un elemento que oxide, por lo general es el oxígeno) y energía de activación (ese chispazo para que se prenda). Obviamente el oxígeno es lo más fácil de conseguir, pero necesitamos los otros dos restantes. Lamentablemente, a diferencia del vuelo, no tenemos ningún animal vivo capaz de lanzar llamas con el que hacer un análisis y los pokemons no cuentan, sin embargo, tenemos un ejemplo que se acerca un poco.
Se trata de los escarabajos de la subfamilia Brachininae, vulgarmente conocidos como escarabajos bombarderos. Estos bichitos presentan un arma defensiva de lo más interesante, pues en la parte trasera de su abdomen poseen un par de sustancias químicas que al mezclarse y expulsarse genera mucho calor que puede quemar a un potencial depredador. Podemos tomar de inspiración esto e imaginarnos al dragón con un saco especializado (quizás derivado de los sacos aéreos) capaz de almacenar algún gas o sustancia química y que sea liberada adrede. Existen muchos compuestos químicos capaces de funcionar como combustible, pero por desgracia los seres vivos ocupan solo algunos pocos. Un excelente candidato como combustible es el metano (CH4), una sustancia producto de la digestión de los organismos que es muy común y, lo importante, inflamable. Los principales aportadores de este gas natural son las bacterias que viven en el sistema digestivo de muchos animales, por lo que podemos pensar en una simbiosis, muy importante para nuestro dragón.
Sin embargo, hay algunas cosas que debemos considerar sobre este gas: En primer lugar la cantidad, ya que se necesita mucho más metano de lo que se produce naturalmente en los organismos. Comparando la cantidad de combustible necesaria para que un lanzallamas dispare una llama por 10 minutos seguidos, un dragón hipotético necesitaría quemar alrededor de 8,3 kilogramos de metano por cada minuto que lanza fuego, en cambio las vacas (los animales que más metano generan) producen alrededor de 0,3 kilogramos de metano por día. Aun así podemos solucionar este problema pensando en la obtención de este gas de forma externa, yendo a pantanos donde se produce metano en grandes cantidades para inhalarlo o comportamientos interesantes como antes de devorar una presa, dejarla en un lugar mal ventilado (como lo profundo de una cueva) para obtener el metano de su descomposición. En segundo lugar tenemos el almacenamiento, que es algo un tanto complicado: los gases varían su volumen de acuerdo a la temperatura y presión. Aún imaginando temperaturas y presiones que un dragón podría soportar, la cantidad de metano necesario para utilizarlo como combustible ocuparía mucho volumen, por lo que es poco práctico.
Un método más eficiente de almacenamiento de combustible sería convertir el metano en metanol, que es líquido a 37º, ocupa mucho menos espacio y sería más fácil de controlar a la hora de expulsarlo. Debemos tener en cuenta que esta sustancia es tóxica pero existen enzimas que podrían poseer los dragones para evitarlo, por lo que se puede solucionar fácilmente. Podemos sumarle a esto la presencia de un catalizador (sustancias que aceleran las reacciones químicas) para que de esta forma no tenga que esperar días para tener el combustible necesario. También necesitamos expulsar ese metanol con la fuerza suficiente, por lo que si analizamos a los lanzallamas, vemos que estos utilizan un gas no inflamable comprimido para poder liberar el combustible líquido a gran velocidad. Ese gas, para nuestra suerte, suele ser dióxido de carbono, un elemento súper común en la naturaleza. Por lo que es una opción razonable que nuestro dragón tenga un segundo saco donde se almacene exclusivamente CO2 comprimido que aporte fuerza a la llama.
Ahora bien, si escupimos fuego obviamente necesitamos una protección para no quemarnos. Existen materiales llamados aerogeles, que realizan un trabajo increíble para restringir el paso del calor pues son porosos, por lo que dejan pasar mucho aire que es un pésimo conductor del calor, lo que permite al animal estar aislado. Por lo tanto revestir las zonas que quedarían expuestas al fuego con este material me parece una excelente idea. Ya existe un material parecido a aerogeles en la naturaleza, encontrado en las alas de las libélulas (que curiosamente en inglés se las llama dragonfly ¿coincidencia? no lo creo).
Por último quedaría algo que encienda este combustible, esa energía de activación que mencionamos anteriormente. Para ello, el dragón podría tener unos dientes afilados super endurecidos que le permita crear una chispa o con algunas rocas al chocarlas entre sí, por ejemplo, muchas aves ingieren piedras y las almacenan en una estructura llamada molleja que les ayudan en la digestión.
Un problema más que podría surgir es que al necesitar tantos órganos nuevos para producir fuego (como las cámaras para almacenar gas, músculos fuerte que aporten compresión, dientes endurecidos o piedras que generen chispa y estructuras aislantes) sería algo contraproducente con las características planteadas anteriormente sobre el vuelo, ya que aportarían mucho peso. Así que tal vez, si queremos crear un dragón, debemos limitarnos a uno volador o uno escupefuego.
Para concluir, un animal morfológicamente parecido a un dragón es algo biológicamente posible. Claro que tendrían que haber atravesado las presiones selectivas específicas, aunque para concretar características más de ciencia ficción como lanzar fuego, las leyes fisicoquímicas nos ponen un límite, por lo que no se puede decir a ciencia cierta que sean cien por ciento plausible que un organismo las tenga. Elijo creer que nada es realmente imposible.
Ni en el pasado ni en el presente estos seres mitológicos existieron o existen pero tal vez, las personas que originaron estas leyendas no contaban historias pasadas sino que quizas imaginaban el futuro. Es cierto, en estos catorce millones de años no se dieron esas presiones evolutivas creadoras de reptiles voladores gigantes, pero ¿quien te dice? Tal vez en lugar de autos voladores futuristas la naturaleza se encuentre con dragones endotérmicos lanzallamas, siendo ese día, el día en el que la evolución supere a la realidad.
-Mauricio Landi
Bibliografía
National Geographic. (2018, 9 agosto). Las aeronaves se podrían inspirar en el vuelo del murciélago. National Geographic en Español. https://www.ngenespanol.com/fotografia/murcielagos-tienen-ventaja-aerodinamica-sobre-aves/amp/
A. (2019, 5 diciembre). Nature shows how dragons might breathe fire. Science News for Students. https://www.sciencenewsforstudents.org/article/nature-shows-how-dragons-might-breathe-fire
Steele, Z. (2021, 27 mayo). Could Dragons Exist? - Pt. 1 - Whiteboard to Infinity. Medium. https://medium.com/whiteboard-to-infinity/could-dragons-exist-pt-1-4479113fb50b
N. (2018, 10 mayo). How Dragons Fly: When Biology Trumps Physics - Applaudience. Medium. https://medium.com/applaudience/how-dragons-fly-when-biology-trumps-physics-ca1f3036ed7c
Gabbatiss, J. (2016, 30 septiembre). How evolution could give rise to real-life dragons. BBC. https://www.bbc.com/earth/story/20160929-how-evolution-could-give-rise-to-real-life-dragons
Vertebrates: Comparative Anatomy, Function, Evolution 6th Revised edition by Kardong, Kenneth V. (2011) Paperback. (2021). Mcgraw Hill Higher Education.
Knoepfler, P., & Knoepfler, J. (2019). How to Build a Dragon or Die Trying: A Satirical Look at Cutting-Edge Science. World Scientific Publishing Company.