El aguijón de las abejas es una bomba de dos pistones que sigue funcionando sin ellas
Un vídeo revela la sorprendente coreografía de dos válvulas que se abren como paracaídas y se cruzan para mantener el veneno de la abeja en circulación, incluso cuando esta se ha desgarrado el aguijón. El mecanismo, que llevaba más de un siglo sin aclararse, podría inspirar nuevos dispositivos para administrar medicamentos.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Aguijón de una abeja melífera, una diminuta estructura que combina perforación y bombeo de veneno. Cortesía: Harry Leung / Harvard Medical School / Program in Cellular and Molecular Medicine / Children’s Hospital Boston / Nikon Small World.
La abeja se ha marchado, pero la picadura sigue en marcha. En la piel queda algo más que una punta clavada: un pequeño aparato que continúa abriéndose paso e inyectando veneno aunque el insecto ya no esté allí. Esa prolongación del ataque tiene un coste que puede resultar mortal para la abeja obrera. También encierra una solución mecánica poco habitual en la naturaleza: dos pistones flexibles que se turnan dentro de una misma cámara para mantener el veneno en circulación.
Un equipo de las universidades australianas de Macquarie y Nueva Gales del Sur ha filmado por primera vez el funcionamiento de esas piezas en el aguijón separado del cuerpo de uno de estos insectos venenosos. El estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), muestra cómo una estructura punzante de unos dos milímetros combina perforación y bombeo. La protagonista es la abeja melífera (Apis mellifera), y el descubrimiento explica un mecanismo que llevaba más de un siglo esperando una observación directa.
Cómo funciona el aguijón de una abeja melífera
Para entenderlo conviene abandonar la imagen del aguijón como una aguja de una sola pieza. Como detallan los autores del descubrimiento, el aguijón incorpora dos lancetas, unas pequeñas piezas alargadas y dentadas que se deslizan de forma alternativa junto a una estructura rígida que las guía. Cada lanceta lleva unida una válvula flexible alojada en una cámara ensanchada situada en la base del aguijón. Esa cámara recibe el líquido del saco de veneno y lo impulsa hacia el tejido.
Cuando la abeja intenta alejarse tras efectuar el picotazo, las lancetas pueden impedir que recupere el aparato ponzoñoso, que se desprende de forma violenta junto con el depósito de veneno y otros componentes. La herida puede causar la muerte del insecto; mientras tanto, la maquinaria que ha dejado atrás continúa trabajando.
Un sistema ponzoñoso que funciona de forma autónoma
La autonomía de este sistema defensivo tiene una explicación anatómica. El aparato desprendido conserva los músculos que generan el movimiento y un ganglio nervioso abdominal que coordina las contracciones. No necesita recibir instrucciones continuas del cerebro de la abeja.
Fiorella Ramirez-Esquivel y Sridhar Ravi, dos de los autores de la investigación que trabajan en la Universidad de Nueva Gales del Sur, ya habían descrito ese conjunto en un estudio de 2023 publicado en iScience: para seguir funcionando por separado, el aguijón debe llevar consigo los elementos necesarios para perforar e inyectar. Es una unidad de defensa que se separa del animal sin detenerse de manera inmediata.
Pero quedaba por aclarar cómo se mueve el líquido. Muchos animales venenosos impulsan sus secreciones mediante músculos que comprimen el reservorio donde las almacenan. Las abejas melíferas emplean un sistema diferente. Su depósito desemboca en una cámara ensanchada situada en la base del aguijón. Allí se alojan dos pequeñas piezas, llamadas válvulas, unidas a las citadas lancetas.
Su existencia estaba ilustrada al menos desde 1910. La sospecha de que participaban en el bombeo era antigua; faltaba ver cómo lo conseguían.
Así bombea veneno el aguijón de una abeja
Grabado a 100 fotogramas por segundo, el vídeo muestra el aguijón inyectando veneno en un material que imita la piel. La vista lateral permite observar cómo las válvulas se despliegan al avanzar y se pliegan al retroceder. Cortesía: Ajay Narendra and Fiorella Ramirez-Esquivel
Los componentes del aparato del veneno
Para resolver el enigma, los investigadores aprovecharon precisamente la capacidad que tiene el aparato venenoso, ubicado en el extremo del abdomen del insecto, para funcionar separado del cuerpo.
Conviene recordar que este aparato reúne varias piezas con tareas distintas. La glándula del veneno, también llamada glándula ácida, produce la secreción, que se almacena en un saco o reservorio conectado con la cámara de bombeo del aguijón. Junto a ella se encuentra la glándula de Dufour, denominada históricamente alcalina, cuya función exacta en la picadura todavía no está bien aclarada. Otra, la glándula de Koschevnikov, libera feromonas de alarma que movilizan a otras obreras para defender la colonia.
Completan el conjunto las dos lancetas dentadas, que perforan el tejido y accionan las válvulas que impulsan el veneno, las estructuras rígidas que las guían y sostienen, los músculos que generan el movimiento y un ganglio nervioso que coordina la maquinaria incluso después de separarse de la abeja.
Dicho esto, los investigadores extrajeron los aguijones y los introdujeron en un gel transparente que imita la piel humana. Así podían observarlos sin que el resto del insecto ocultara las estructuras de interés.
Dos pistones flexibles que se turnan para bombear la ponzoña
Las grabaciones a alta velocidad permitieron descomponer un movimiento difícil de seguir a simple vista y examinar cómo cambiaban de forma las válvulas durante cada recorrido.
El mecanismo se entiende mejor imaginando una cámara semejante a un cilindro, con una entrada conectada al depósito y una salida hacia el conducto del aguijón. Dentro trabajan las dos válvulas, que cambian de forma según la dirección de su movimiento.
El ciclo de bombeo se pude resumir en estos tres pasos:
1️⃣ Avance y sellado. Cuando una lanceta avanza hacia el tejido, su válvula se despliega como un paracaídas, forma un sellado contra las paredes de la cámara y empuja el veneno hacia la salida.
2️⃣ Retroceso y plegado. Al regresar, la válvula se pliega como un paraguas cerrado. Así reduce el arrastre del líquido hacia atrás y facilita que la cámara vuelva a llenarse.
3️⃣ Relevo entre las lancetas. Mientras una pieza retrocede, la otra avanza y bombea. La alternancia mantiene el veneno en circulación.
El resultado recuerda a una bomba mecánica de doble pistón, con una particularidad decisiva: sus pistones son deformables. Las dos piezas comparten una misma cámara y adaptan su forma a cada fase del recorrido.
Cómo se cruzan las válvulas sin perder presión
Sin embargo, compartir espacio plantea un problema: dos pistones rígidos que ocuparan toda la sección de la cámara chocarían. Las válvulas de la abeja lo resuelven deformándose también cuando se encuentran. Pasan una junto a la otra y mantienen el sellado necesario para impulsar el líquido.
«La geometría singular de las válvulas es la clave», explica Ramirez-Esquivel en el comunicado de Macquarie.— Mantener un sellado resulta vital para transmitir eficazmente la presión».
La misma acción alterna cumple así dos funciones: por un lado, ayuda a introducir el aguijón más hondo en la piel y por el otro, mueve el veneno. La comparación con un motor de dos tiempos resulta sugerente, aunque aquí lo esencial es la pareja de pistones deformables. En lugar de dos piezas rígidas moviéndose en cilindros separados, la abeja utiliza elementos flexibles que comparten un espacio diminuto y se adaptan a cada fase del recorrido.
El aguijón de la abeja melífera puede seguir inyectando veneno después de desprenderse del insecto, prolongando la defensa de la colonia. Foto de matheus ferreira en Unsplash
Así lograron filmar el bombeo del veneno
Conseguir esas imágenes exigió cientos de horas de grabación. La investigadora cuenta una pequeña victoria personal en el artículo divulgativo publicado por Macquarie: «En todo ese tiempo manipulando aguijones de abejas vivos solo me picaron una vez; lo considero un éxito». La anécdota acompaña un trabajo en el que observar el proceso desde distintos ángulos fue decisivo. Una vista aislada podía mostrar el desplazamiento, pero no explicar una geometría tan pequeña y compleja.
Por eso, el equipo combinó las películas con exploraciones tridimensionales y diferentes técnicas de microscopía. Después llevó la hipótesis a una prueba física: construyó una versión ampliada y simplificada de la cámara y sus válvulas mediante impresión 3D. Probaron distintos plásticos y combinaron materiales rígidos y flexibles hasta reproducir el principio de bombeo observado. El modelo permitió comprobar que la forma y la deformación de las piezas podían explicar el funcionamiento propuesto.
Qué puede aportar este hallazgo a los dispositivos médicos
La dimensión biológica de esta máquina va más allá de la abeja obrera que pica ante una amenaza. Las reservas de alimento y los individuos concentrados en una colonia atraen a posibles depredadores. Un aguijón que sigue activo aunque la abeja sea apartada prolonga la defensa. Además, el aparato puede liberar feromonas de alarma que reclutan a otras obreras. La respuesta reúne así una acción mecánica persistente y una señal química que moviliza a la colonia.
La dimensión tecnológica apunta hacia la microfluídica, el manejo de cantidades diminutas de líquido, y hacia dispositivos para administrar medicamentos. El aguijón ya había servido de inspiración para desarrollar microagujas; los autores plantean ahora que su sistema de bombeo podría ofrecer nuevas ideas. Por el momento, han esclarecido un mecanismo biológico y reproducido su principio en un modelo ampliado. Convertirlo en una bomba médica requeriría desarrollar y evaluar un dispositivo específico.
Hay algo revelador en que una picadura tan familiar escondiera todavía ese problema. Se conocían las piezas, pero observarlas trabajando ha permitido entender su coordinación. Lo que desde fuera parece una simple aguja es una máquina que perfora, se abastece y bombea mediante componentes capaces de cambiar de forma. La abeja puede haber desaparecido del lugar; su última herramienta de defensa sigue ejecutando el trabajo.▪️
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- El hallazgo: los investigadores han filmado por primera vez cómo funcionan las válvulas que bombean el veneno dentro del aguijón de la abeja melífera.
- Dos pistones flexibles: las válvulas se despliegan al avanzar y se pliegan al retroceder. Trabajan por turnos y se deforman para cruzarse dentro de una misma cámara, manteniendo un flujo continuo de veneno.
- Una máquina autónoma: el aguijón puede seguir perforando e inyectando después de separarse de la abeja porque conserva el depósito, los músculos y el centro nervioso que coordina sus movimientos.
- Cómo lo comprobaron: combinaron grabaciones a alta velocidad, un gel transparente que imita la piel y exploraciones tridimensionales. Después reprodujeron el mecanismo en un modelo ampliado impreso en 3D.
- La posible aplicación: este diseño podría inspirar microbombas para administrar medicamentos o manejar cantidades diminutas de líquido. Es una posibilidad futura, todavía no un dispositivo médico desarrollado.
Información facilitada por la Macquarie University
Fuente: F. Ramirez-Esquivel, C. Klose, H. C. Lee, Q. Graco, A. Narendra & S. Ravi. The honey bee stinger: An unusual pump with collapsible double pistons. PNAS (2026). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2603916123(2026)
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