No vas a creer como esta criatura de mar se vuelve invisible!

invisibles

Pequeñas criaturas marinas conocidas como zafiros de mar, realizan al nadar una especie de truco mágico: por un momento su color es una espléndida e iridiscente tonalidad de azul, morado o verde, y en un instante, se vuelven invisibles (al menos los tonos azules se tornan completamente transparentes). A qué se deben sus brillantes colores y cómo pueden “desaparecer”?

Una nueva investigación del Instituto Weizmann resolvió el misterio de estas criaturas coloridas desvanecentes, conocidas científicamente como Sapphirinidae. Estos resultados, que fueron recientemente publicados en el Journal of the American Chemical Society, podrían servir de inspiración para el desarrollo de nuevas tecnologías ópticas.

Los Sapphirinidae pertenecen a una subclase de crustáceos llamados copépodos y viven tanto en agua dulce como salada. Estos animales son apenas visibles al ojo humano, midiendo entre uno a varios milímetros de longitud. Es el Sapphirinidae macho quien exhibe colores sorprendentes e iridiscentes, mientras que la hembra es transparente.

Los científicos piensan que su extraordinario truco mágico podría ayudar a los Sapphirinidae a escapar de predadores cuando es necesario, pero también exhibir sus llamativos colores cuando una hembra de la especie, o quizás otro macho, están cerca.

Los científicos, Prof. Lia Addadi y Steve Weiner, y Dvir Gur y Maria Pierantoni, del Departamento de Biología Estructural del Instituto Weizmann; el Prof. Dan Oron y Ben Leshem, del Departamento de Física de Sistemas Complejos del Instituto; y la Dra. Viviana Farstey, del Instituto Interuniversitario de Ciencias Marinas, Eilat, Israel, investigaron la constitución de una capa cristalina del lomo de Sapphirinidae machos de varias especies.

Primero midieron la reflectancia, que determina el color, y posteriormente, utilizaron una técnica de microscopía llamada cryo-SEM, y observaron la organización de los cristales en conjunto con el material celular que los soportaba.

Estos colores se deben a la iridiscencia, el resultado de la reflexión de la luz en estructuras periódicas (repetidas). Estos reflectores multi-capa, un tipo de estructura conocida por los científicos como cristal fotónico, están compuestos por delgados cristales transparentes de guanina. La guanina es más comúnmente conocida como una de las bases de los ácidos nucleicos que se encuentran en el ADN.

El grupo de investigación descubrió que las placas de guanina en los Sapphirinidae están apiladas de tal manera que forman matrices con una periodicidad increíblemente precisa. ¿Qué dota a cada especie de su color único? Su análisis reveló que el factor principal que determina si el animal va a ser amarrillo, azul o violeta es el espacio entre las placas, que es controlado por una delgada capa de material celular que las separa.

Los investigadores también mostraron cómo este complejo arreglo de placas les permite a algunos Sapphirinidae desaparecer de la vista: cuando ciertas especies de Sapphirinidae macho rotan su lomo hacia la luz en un ángulo de 45 grados mientras realizan maniobras de nado en espiral, la frecuencia de la luz reflejada es desplazada fuera del rango de luz visible hacia el invisible ultravioleta.

En contraste, la luz incidente perpendicularmente produce el hermoso color azul. Con la luz del océano, que viene de arriba, la pequeña criatura puede controlar su visibilidad, desde el neón hasta la transparencia total, ajustando su timón,.

El espacio entre las placas actúa como una especie de “sintonizador” de la frecuencia de la luz, y por lo tanto del color del organismo: cuanto más cercanas estén las placas entre ellas, más pequeña es la longitud de onda, lo que implica que la luz reflejada será más azul.

Esta sofisticada estrategia para manipular la luz, dicen los científicos, podría ser utilizada para diseñar estructuras artificiales de cristal fotónico, nano-estructuras que pueden manipular el flujo de fotones. Éstas podrían tener muchos usos potenciales, entre ellos capas reflectantes adaptativas o cambiantes, espejos ópticos y pantallas ópticas.

 

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