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Apr 19, 2023

¿Por qué el camarón limpiador del Pacífico es tan increíblemente blanco?

En el océano, el camarón limpiador del Pacífico se destaca entre la multitud, con

En el océano, el camarón limpiador del Pacífico se destaca entre la multitud, con una coloración blanca vibrante en su espalda y sus antenas en forma de bigotes. Un equipo internacional de científicos reveló recientemente la intrincada ingeniería biológica detrás de este blanco brillante, publicando sus hallazgos en la revista Nature Photonics.

Como su nombre lo sugiere, el camarón limpiador del Pacífico "limpia" a los peces, alimentándose de parásitos y tejido muerto de su piel. La coloración blanca intensa del crustáceo sirve como un anuncio llamativo, atrayendo a los peces a participar de sus servicios de limpieza de beneficio mutuo.

El color vibrante del camarón limpiador del Pacífico es doblemente impresionante si se tiene en cuenta que se manifiesta en un medio con poca luz. El agua limita en gran medida la distancia que pueden viajar las partículas de luz (fotones). Dentro de los primeros 10 metros, el agua absorbe más del 50% de la energía de la luz visible. Más allá de los 200 metros, rara vez hay luz significativa.

Los objetos aparecen blancos cuando reflejan toda la luz. Pero con menos partículas de luz para reflejar en el océano, es difícil tener un blanco tan brillante. Eso significa que lo que sea que esté en la cutícula (piel) del camarón limpiador del Pacífico debe ser extremadamente reflectante.

También debe ser extremadamente refractivo: luz de flexión. La blancura brillante requiere que un objeto doble la luz mucho más que el medio en el que existe. El aire no es muy refractivo, pero el agua sí lo es. Es por eso que cuando sumerges un objeto blanco en agua, su color se apaga, casi pareciendo gris.

Para descubrir el funcionamiento interno de la cutícula blanca del camarón limpiador del Pacífico, el equipo de científicos, dirigido por el Dr. Ben Palmer, profesor asistente en el Departamento de Química de la Universidad Ben-Gurion del Negev, y su estudiante, Tali Lemcoff, utilizó cryo -Microscopía electrónica de barrido. Esto implicó congelar profundamente los tejidos blancos de los camarones y luego bombardearlos con haces de electrones enfocados. El bombardeo produce señales al interactuar con los átomos de la muestra que se pueden destilar en una imagen a escala nanométrica notablemente nítida.

Lo que vieron dentro de esas imágenes fue una bioingeniería verdaderamente notable. Empaquetadas dentro de las células de los camarones había partículas esféricas de unos 300 nanómetros de ancho, cada una de las cuales contenía pilas de moléculas organizadas en radios casi como una bicicleta. El posicionamiento supera un fenómeno llamado aglomeración óptica, donde la reflectancia de la luz cae cuando las estructuras que dispersan la luz se empaquetan demasiado densamente. Si estuviera tratando de dispersar la luz (creando así el blanco), es difícil concebir un diseño más eficiente.

"El camarón ha superado un obstáculo aparentemente fundamental en la óptica al crear partículas con esta disposición especial de moléculas", dijo el Dr. Palmer en un comunicado. "Ahora la pregunta es, ¿cómo podemos replicar este efecto para crear nuevos materiales que podamos usar como aditivos alimentarios en pan blanco, o en pintura blanca y otras aplicaciones?"

Palmer prevé reemplazar el dióxido de titanio, un agente blanqueador, con un compuesto orgánico inspirado en el camarón limpiador del Pacífico. El dióxido de titanio se utiliza en una variedad de productos alimenticios, así como en cosméticos y pinturas. En agosto de 2022, se prohibió en la Unión Europea por la preocupación de que pudiera causar cáncer, pero la FDA aún lo permite en los EE. UU. La evidencia científica sugiere que el dióxido de titanio no representa ningún daño en las cantidades extremadamente bajas en las que se utiliza.

Diederik S. Wiersma, físico especializado en espectroscopia de la Universidad de Florencia, ofreció otro uso potencial en un punto de vista publicado junto con el estudio reciente.

"Uno podría imaginar desarrollar una nueva crema solar para humanos que proteja la piel de la radiación ultravioleta mientras proporciona un agradable efecto refrescante".