En un abrir y cerrar de ojos, la "piel inteligente" del calamar cambia de color y patrón con el propósito de camuflar o hacer señales sexuales, una exhibición virtuosa que ha fascinado a los científicos durante mucho tiempo. Ahora, colaboradores de la Universidad Northeastern y el Laboratorio de Biología Marina MBL informan un descubrimiento que cambia el paradigma de cómo los órganos especializados en piel de calamar, llamados cromatóforos, contribuyen a la hazaña a través de una elegante interacción de acción pigmentaria y coloración estructural. Su estudio, que acerca a los ingenieros bioinspirados cada vez más cerca de construir piel inteligente, espublicado en Comunicaciones de la naturaleza .
"La gente ha estado tratando de construir dispositivos que puedan imitar el cambio de color de los cefalópodos durante mucho tiempo mediante el uso de componentes listos para usar", dice Leila Deravi, profesora asistente de química y biología química en Northeastern, cuyo laboratorio dirigió el estudio"Nadie se ha acercado a la velocidad y la sofisticación de cómo funcionan".
Deravi y el científico principal de MBL Roger Hanlon, experto líder en camuflaje en cefalópodos calamares, pulpos y sepias, lideraron un equipo interdisciplinario de investigadores para investigar la coloración dinámica de los calamares a nivel molecular.
La piel del calamar contiene dos tipos de estructuras que manipulan la luz para producir varios colores. Los cromatóforos contienen sacos elásticos de pigmento que se estiran rápidamente en discos de color cuando los músculos que los rodean se contraen. Cuando la luz golpea los gránulos de pigmento, absorben la mayoría delas longitudes de onda y reflejan solo una estrecha banda de color.
Más profundo en la piel, las células llamadas iridóforos reflejan toda la luz que las golpea. Al dispersar esta luz, un método conocido como coloración estructural, recuperan un brillo brillante de iridiscencia.
Durante décadas, todos los datos disponibles habían indicado que estas estructuras separadas solo podían producir un tipo de coloración u otro: pigmentario o estructural. Pero cuando el coautor e investigador de MBL Stephen L. Senft observó de cerca los cromatóforos de calamar, vioiridiscencia brillante en perfecta alineación con el pigmento.
"En esa capa superior, incrustada en el órgano cromatóforo, hay coloración estructural", dice Hanlon. "Nadie había encontrado algo así".
Hanlon, que ha pasado la mayor parte de cuatro décadas estudiando biología de cefalópodos, volvió a revisar sus viejas diapositivas de cromatóforos Kodachrome. Efectivamente, encontró una fotografía de iridiscencia azul que se reflejaba en un cromatóforo. En ese momento, asumió queazul brillante era de un iridóforo más profundo en la piel.
"Vi esto en 1978 y no me di cuenta de lo que estaba viendo", dice Hanlon. "Es increíble".
Esta vez, los investigadores están seguros de que la iridiscencia proviene del cromatóforo. El equipo incluidos los científicos de MBL Alan M. Kuzirian y Joshua C. Rosenthal, así como los científicos del MIT y la Universidad de New Hampshire encontraron las proteínas que creaniridiscencia, apropiadamente conocida como reflectina, en las células que rodean los sacos de pigmento.
Este descubrimiento inesperado, que el cromatóforo está utilizando coloración pigmentaria y estructural para crear sus efectos dinámicos, abre nuevas oportunidades para biólogos y químicos por igual.
"Hemos roto el paradigma conocido de cómo funciona la piel en el mundo de los cefalópodos", dice Hanlon.
Los biólogos como Hanlon pueden usar esta nueva información para comprender mejor estas especies fascinantes. Los químicos aplicados como Deravi pueden usarla para trabajar en ingeniería inversa de las habilidades de cambio de color de los cefalópodos para uso humano.
"Estamos elaborando una hoja de ruta, esencialmente, sobre cómo funcionan estos animales", dice Deravi. "Nuestro objetivo final es tratar de crear algo como un material, un dispositivo portátil, una pintura o un revestimiento, que pueda cambiarcolorear muy rápidamente como lo hacen estos animales.
"Hoy no es una meta tan descabellada como hace tres años".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de biología marina . Original escrito por Diana Kenney. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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