Cómo una ostra construye una perla perfectamente redonda

Durante siglos, los investigadores se han preguntado cómo las ostras crecen perlas increíblemente simétricas y perfectamente redondas alrededor de granos de arena de forma irregular o pedazos de escombros. Ahora, un equipo ha demostrado que las ostras, los mejillones y otros moluscos utilizan un proceso complejo para cultivar las gemas que sigue las reglas matemáticas que se observan en toda la naturaleza.

Las perlas se forman cuando un irritante queda atrapado dentro de un molusco, y el animal se protege construyendo capas suaves de minerales y proteínas, en conjunto llamadas nácar, a su alrededor. Cada nueva capa de nácar construida sobre este centro asimétrico se adapta con precisión a las que le preceden, suavizando irregularidades para dar como resultado una perla redonda, según un análisis publicado el 19 de octubre en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

“El nácar es este material brillante, iridiscente e increíblemente hermoso que vemos en el interior de algunas conchas marinas o en el exterior de las perlas”, dice Laura Otter, biogeoquímica de la Universidad Nacional Australiana en Canberra.

El crecimiento simétrico de una perla al depositar capas de nácar depende de que el molusco equilibre dos capacidades básicas, descubrieron Otter y sus colegas. Corrige las aberraciones de crecimiento que aparecen a medida que se forma la perla, evitando que esas variaciones se propaguen por las muchas capas de la perla. De lo contrario, la gema resultante quedaría torcida.

Además, el molusco modula el grosor de las capas de nácar, de modo que si una capa es especialmente gruesa, las capas posteriores serán más delgadas en respuesta (SN: 24/03/14). Esto ayuda a que la perla mantenga un grosor promedio similar en sus miles de capas para que luzca perfectamente redonda y uniforme. Sin ese ajuste constante, una perla podría parecerse a una roca sedimentaria estratificada, amplificando pequeñas imperfecciones que restan valor a su forma esférica.

Los investigadores estudiaron las perlas keshi recolectadas de las ostras de perlas de Akoya (Pinctada imbricata fucata) en una granja de perlas costera del este de Australia. Utilizaron una sierra de hilo de diamante para cortar las perlas en secciones transversales, luego pulieron y examinaron las gemas utilizando espectroscopía Raman, una técnica no destructiva que les permitió caracterizar la estructura de las perlas. Para una de las perlas mostradas en el periódico, contaron 2.615 capas, que se depositaron durante 548 días.

Imagen de sección transversal de una perla keshi
Esta sección transversal de una perla keshi muestra que la gema redonda crece alrededor de un trozo de escombros deforme.Jiseok Gim

El análisis reveló que las fluctuaciones en el grosor de las capas de nácar de las perlas exhiben un fenómeno llamado ruido 1 / f, o ruido rosa, en el que los eventos que parecen ser aleatorios están realmente conectados. En este caso, la formación de capas de nácar de diferentes espesores puede parecer aleatoria, pero en realidad depende del espesor de las capas anteriores. El mismo fenómeno está en funcionamiento en la actividad sísmica: el ruido del suelo parece aleatorio, pero en realidad está conectado a la actividad sísmica reciente anterior. El ruido rosa también aparece en la música clásica e incluso cuando se monitorean los latidos del corazón y la actividad cerebral, dice el coautor Robert Hovden, científico de materiales e ingeniero de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Estos fenómenos “pertenecen a una clase universal de comportamiento y física”, dice Hovden.

Esta es la primera vez que los investigadores informan que “el nácar se cura por sí solo y cuando surge un defecto, se cura a sí mismo en unos pocos [layers], sin utilizar un andamio externo o una plantilla ”, dice Pupa Gilbert, una física que estudia biomineralización en la Universidad de Wisconsin-Madison que no participó en el estudio. “El nácar es un material aún más notable de lo que habíamos apreciado anteriormente”.

Otter señala: “Estas humildes criaturas están haciendo un material súper ligero y súper resistente mucho más fácil y mejor que nosotros con toda nuestra tecnología”. Hecho solo de calcio, carbonato y proteína, el nácar es “3000 veces más resistente que los materiales con los que está hecho”.

Esta nueva comprensión de las perlas, agrega Hovden, podría inspirar “la próxima generación de supermateriales”, como paneles solares más eficientes en energía o materiales resistentes y resistentes al calor optimizados para su uso en naves espaciales.


Source: Science News by www.sciencenews.org.

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