¿Te has preguntado alguna vez por qué la forma de las heces se asemeja a un cono espiral? No todos los animales presentan esta característica. La morfología de los excrementos ha intrigado a naturalistas y científicos durante mucho tiempo, y recientemente un grupo de físicos ha comenzado a desvelar algunos de sus misterios.
Uno de los pioneros en estudiar la geometría de las heces fue Charles Darwin, quien en su ensayo de 1881 titulado The formation of vegetable mould through the action of worms, with observations on their habits, mostró un particular interés por los excrementos de ciertos gusanos. A diferencia de las heces de muchos mamíferos, las de estos gusanos forman espirales uniformes que configuran una torre en lugar de un montón cónico.
La búsqueda de respuestas
A pesar de su curiosidad, Darwin no logró entender la razón detrás de esta regularidad geométrica. Los físicos Mehdi Habibi, de la Universidad de Wageningen; Neil M. Ribe, de la Universidad de París-Saclay; y Daniel Bonn, de la Universidad de Ámsterdam, explican en Nature Communications que Darwin carecía de las herramientas de la física moderna para abordar el fenómeno, específicamente las leyes de la teoría del enrollamiento de cuerdas elásticas, que describen cómo los materiales filamentosos se enrollan sobre una superficie.
En su estudio, los investigadores detallan que las distintas formas de los excrementos son consecuencia de inestabilidades mecánicas pasivas que se producen cuando un material blando y elástico es expulsado a través de una abertura. La fuerza de la gravedad es el factor clave en la forma del montón de excremento. Para los animales que defecan hacia abajo, las heces se acumulan en el suelo, formando espirales cuyo radio disminuye con la distancia que caen. Cada espiral sucesiva resulta más pequeña que la anterior, lo que genera la característica forma cónica del montón, similar a la silueta del emoji de popó.
Desafiando la gravedad
No obstante, algunos gusanos desafían esta regla. Por ejemplo, Arenicola marina, que vive en túneles en forma de U en la arena costera, expulsa sus desechos hacia arriba, desafiando la gravedad. En este entorno «antigravitatorio», la distancia de caída se mantiene constante, ya que el material surge desde abajo y se deposita en la superficie. Esto permite que las espirales conserven el mismo radio, evitando que la estructura colapse y obstruya la madriguera.
Los investigadores probaron sus modelos matemáticos con diversos materiales, desde espuma de afeitar hasta espaguetis cocidos, e incluso crearon un análogo sintético de las heces de gusano utilizando una pasta de guisantes. Los experimentos realizados al expulsar esta pasta tanto hacia arriba como hacia abajo confirmaron que la dirección de expulsión producía las formas previstas por la teoría: conos en la parte inferior y cilindros en la superior. Además, al variar la velocidad de expulsión, el radio de la espiral se mantuvo constante, lo que demuestra que la mecánica pasiva, y no el control muscular activo del animal, determina la geometría final.
Más allá de la popó
Resolver el enigma de la geometría de las heces va más allá de la curiosidad; es un indicativo de que incluso los aspectos más simples de la naturaleza ocultan leyes físicas universales. Las heces han demostrado ser un laboratorio ideal para estudiar inestabilidades de la materia que también se presentan en otros procesos biológicos, como el crecimiento de ciertas plantas o la secreción de sustancias blandas liberadas sin tensión activa. Comprender cómo los organismos utilizan principios físicos para crear estructuras funcionales abre nuevas posibilidades en la biomecánica y la biología evolutiva.