Por REDACCION CENTRAL CMDS 
Al examinar las células de la piel del calamar en tres dimensiones, un equipo dirigido por la Universidad de California en Irvine ha revelado las estructuras responsables de la capacidad de las criaturas de cambiar dinámicamente su apariencia desde estados transparentes a colores arbitrarios.
por la Universidad de California, Irvine
El grupo de científicos, que incluyó colaboradores del Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole, Massachusetts, descubrió que en los tejidos del manto de calamar, de colores vibrantes, las células que manipulan la luz, llamadas iridóforos o iridocitos, contienen columnas apiladas y sinuosas de plaquetas de una proteína llamada reflectina. Las columnas funcionan como reflectores de Bragg que transmiten y reflejan selectivamente la luz en longitudes de onda específicas.
En un artículo publicado el 26 de junio en Science , los investigadores analizaron cómo se inspiraron en las células y sus estructuras columnares internas para desarrollar un material compuesto multiespectral con propiedades visibles e infrarrojas ajustables.
«En la naturaleza, muchos animales utilizan reflectores de Bragg para la coloración estructural», afirmó el coautor Alon Gorodetsky, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular de la UC Irvine. «La capacidad del calamar para pasar de transparente a color de forma rápida y reversible es notable, y descubrimos que las células que contienen estructuras columnares subcelulares especializadas con distribuciones de índice de refracción sinusoidales permiten al calamar lograr tales hazañas».
El coautor Roger Hanlon, científico senior del Laboratorio de Biología Marina, proporcionó al equipo de Gorodetsky en la UC Irvine acceso a los calamares, y su laboratorio ayudó a desentrañar la coloración y la anatomía de los tejidos que contienen iridóforos.
«Se trata de calamares costeros de aleta larga (Doryteuthis pealeii), nativos del océano Atlántico», declaró Gorodetsky. «El Laboratorio de Biología Marina se ha destacado por estudiar este calamar y otros cefalópodos durante más de un siglo, por lo que tuvimos la fortuna de poder aprovechar su experiencia de primer nivel para la recolección, el manejo y el estudio adecuados de estos especímenes biológicos».
El equipo utilizó la holotomografía, una técnica de microscopía que combina luz de baja intensidad con imágenes cuantitativas de fase para crear imágenes 3D de células agrupadas e individuales. El instrumento mide directamente las sutiles variaciones de la luz al atravesar el tejido y construye un mapa del índice de refracción de la muestra, revelando características estructurales y bioquímicas.
«La holotomografía utilizó el alto índice de refracción de las proteínas reflectinas para revelar la presencia de distribuciones de índice de refracción sinusoidal dentro de las células iridóforas del calamar», dijo el coautor principal Georgii Bogdanov, investigador postdoctoral de la UC Irvine en ingeniería química y biomolecular.
Las plaquetas, compuestas por la proteína reflectina, forman columnas plaquetarias sinuosas que llenan el interior de los iridóforos. Este complejo sistema impulsa la óptica del manto de los cefalópodos, donde las células y sus estructuras internas regulan la transmisión y la reflexión de la luz.
Gorodetsky dijo que el proceso de exploración y descubrimiento de los mecanismos que sustentan las capacidades de manipulación del color de los calamares inspiró a su equipo a desarrollar materiales compuestos flexibles y estirables que cambian la apariencia visible a partir de reflectores Bragg sinusoidales nanocolumnares y luego aumentar aún más estos materiales con capacidades de modificación de la apariencia infrarroja mediante la incorporación de películas metálicas nanoestructuradas.
Utilizando un conjunto de instrumentos de microscopía y espectroscopia, el equipo verificó que los compuestos modulares y multifuncionales podían realizar una variedad de funciones multiespectrales, incluso como camuflaje, para señalización y para detección.
«Estos materiales bioinspirados van más allá del simple control estático del color, ya que pueden ajustar dinámicamente su apariencia en las longitudes de onda visibles e infrarrojas en respuesta a estímulos ambientales o mecánicos», afirmó la coautora principal Aleksandra Strzelecka, candidata a doctorado en ingeniería química y biomolecular.
Parte de lo que hace que esta tecnología sea realmente emocionante es su escalabilidad inherente. Hemos demostrado compuestos de gran superficie y en matriz que imitan e incluso superan las capacidades ópticas naturales del calamar, abriendo la puerta a numerosas aplicaciones, desde camuflaje adaptativo hasta tejidos responsivos, pantallas multiespectrales y sensores avanzados.
Gorodetsky dijo que los conocimientos fundamentales subyacentes obtenidos a partir del estudio de la piel del calamar se pueden aprovechar potencialmente para mejorar una amplia gama de otras tecnologías ópticas, como láseres, fibra óptica, energía fotovoltaica y sensores.
«Este estudio es una demostración emocionante del poder de combinar la investigación básica y la aplicada», afirmó. «Probablemente apenas estamos empezando a explorar las posibilidades de los materiales ópticos sintonizables inspirados en cefalópodos en nuestro laboratorio».
Otros miembros del equipo fueron Sanghoon Lee, investigador postdoctoral en ingeniería química y biomolecular de la UC Irvine; Nikhil Kaimal, candidato a doctorado en ingeniería química y biomolecular de la UC Irvine; y Stephen Senft, investigador asociado del Laboratorio de Biología Marina.
Más información: Georgii Bogdanov et al., Los índices de refracción de gradiente permiten el color estructural del calamar e inspiran materiales multiespectrales, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adn1570
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