Si alguna vez tiene la oportunidad de contemplar una vieira -un molusco como la ostra, el mejillón o la almeja con un músculo interno encerrado en dos conchas- debe saber que le está mirando fijamente con más de 100 ojos. Además, cada ojo es una maravilla biológica de cristalización formada por cientos de minúsculos cristales cuadrados de guanina que forman un espejo cóncavo que refleja la luz en la retina, dando a la vieira su visión.
Para desentrañar algunos de los enigmas que rodean a estos cristales, el Dr. Benjamin Palmer y su estudiante de doctorado Avital Wagner de la Universidad Ben-Gurion (BGU) del Néguev en Beer Sheba utilizaron la microscopía crio-SEM más avanzada. Para determinar las estructuras tridimensionales de complejos biológicos microscópicos, la técnica de alta resolución conocida como crioEM emplea un microscopio electrónico con una “platina fría”, ordenadores y un potente software de procesamiento de imágenes.
Estaban especialmente interesados en saber cómo las vieiras producen cristales de guanina en forma de placa, que presentan caras cristalinas muy reflectantes y son difíciles de cultivar en el laboratorio.
Estudiaron los ojos en desarrollo de vieiras juveniles para hacer su descubrimiento, y luego publicaron sus hallazgos en la prestigiosa revista Nature Communications. Utilizando láminas macromoleculares preensambladas, las vieiras pueden controlar el crecimiento para crear cristales ultrafinos.
En palabras de Palmer: “Esta producción natural supera con creces lo que los químicos son capaces de reproducir sintéticamente en la actualidad, pero proporcionan estrategias intrigantes para controlar las propiedades de los materiales cristalinos sintéticos que podrían utilizarse para futuros pigmentos que no dependan de sustancias químicas peligrosas, sino de procesos naturales”.
¿Cómo ocultan sus ojos las vieiras?
Y ahora la respetada revista Science lleva en portada la segunda investigación de Palmer sobre la capacidad de las larvas de camarón para pasar desapercibidas. Según él, las larvas de cangrejo nacen en el océano y posteriormente flotan con la corriente. La única defensa que tienen es su transparencia. Sin embargo, sus ojos son la única parte de su anatomía que no pueden hacer transparente. Son vulnerables a los depredadores porque necesitan pigmento oscuro en los ojos para ver. Para evitar este problema, construyen un intrincado escudo óptico alrededor de cada ojo. ¿Por qué es tan sorprendente?
El escudo refleja una luz similar al color del agua en la que viven. Según el mar, “puede ser azul oscuro o amarillo”, explica Palmer.
A Palmer le gusta conocer nuevas facetas del reino animal, pero si sus descubrimientos se comprenden lo suficiente, podrían tener aplicaciones útiles en el futuro. La investigación podría servir de inspiración para la construcción de diversos materiales, ya que revela un cristal fotónico muy compacto y sintonizable en las estructuras de “brillo ocular” de estas criaturas.
En un Viewpoint similar, Kate Feller y Megan Porter afirmaron que “la gente podría optimizar y construir mejores materiales fotónicos para la energía solar, las comunicaciones, la teledetección y otras tecnologías dependientes de la luz imitando las soluciones de la naturaleza”.
Otro descubrimiento intrigante fue que la creación de estos cristales se parecía notablemente a la de la melanina, responsable de las pecas. Su investigación establece una relación entre las características ultraestructurales de la biocristalización y la síntesis de melanina, al demostrar la similitud del progreso de ambos procesos.
Palmer afirmó que ahora es probable que una misma célula madre controle estos dos procesos en animales radicalmente distintos.
Las larvas de los crustáceos nacen en el océano y van a la deriva con la corriente. Su única defensa es la transparencia. Sin embargo, sus ojos son la única parte de su anatomía que no pueden hacer transparente. Son vulnerables a los depredadores porque necesitan pigmento oscuro en los ojos para ver. Para evitar este problema, construyen un intrincado escudo óptico alrededor de cada ojo. Es sorprendente cómo el escudo refleja la luz del mismo color que el agua en la que viven. Según el océano, “puede ser desde azul oscuro hasta amarillo”, explica.
