Imagen de microscopía electrónica de espículas de vidrio de la esponja Geodia cydonium. Crédito:Grupo Zlotnikov, B CUBO, TU Dresde
Un equipo de investigadores con miembros de Francia, Alemania e Israel han descubierto que las proteínas que forman los filamentos axiales son responsables de los medios por los que las esponjas marinas desarrollan esqueletos de vidrio. En su artículo publicado en el sitio de acceso abierto Avances de la ciencia , el grupo describe su estudio de las criaturas marinas, qué encontraron y por qué creen que su trabajo podría conducir a avances en la creación de materiales para su uso en nuevos dispositivos optoelectrónicos.
Esponjas de mar, los investigadores señalan, son algunas de las criaturas más antiguas de la Tierra; los registros fósiles muestran que se remontan a 500 millones de años. Durante ese tiempo los investigadores también señalan, han evolucionado para desarrollar estructuras de vidrio puntiagudas que forman sus apéndices únicos (curiosamente, no tienen tejidos ni órganos). Además, señalan que se han realizado pocas investigaciones para comprender mejor cómo surgen tales estructuras a medida que la criatura madura. que es lamentable, porque está claro que lo hacen sin necesidad de hornos calientes ardientes. Para aprender cómo las criaturas marinas pueden crear estructuras de vidrio, los investigadores observaron tres tipos de esponjas y, más específicamente, sus distintas espículas (estructuras en forma de aguja).
El equipo utilizó difracción de rayos X y un microscopio electrónico para observar más de cerca las espículas y los filamentos axiales alrededor de los cuales se forman. Al hacerlo, el grupo descubrió que los filamentos estaban hechos de proteínas apiladas en una estructura cristalina hexagonal. Los investigadores notaron que las estructuras eran casi las mismas para las tres esponjas que observaron, aunque cada uno tiene formas de espículas únicas:en forma de aguja para Thethyra aurantium, ramas de tres vías para Stryphnus ponderosus y orbes puntiagudos para Geodia cydonium. Las diferencias en las formas resultantes, el equipo encontró, se debieron a la forma en que las proteínas estaban espaciadas y dispuestas. El vidrio existe como depósitos de sílice en la espícula; la proteína sirve como plantilla.
Los investigadores sugieren que un mayor estudio de las criaturas puede conducir al desarrollo de un mecanismo similar para la fabricación de pequeños componentes de vidrio para su uso en dispositivos optoelectrónicos. plasmónicos y quizás células solares.
La morfología de las espículas de demosesponja y sus filamentos axiales internos como se revela por microscopía electrónica de barrido. (A) Megascleres del demosponge T. aurantium. Barra de escala, 100 mm. Recuadro:sección transversal de la espícula obtenida por haz de iones enfocado (FIB). Barra de escala, 1 mm. (B) Megasclere del demosponge S. ponderosus. Barra de escala, 100 mm. Recuadro:secciones transversales del eje principal de la espícula obtenidas por FIB. Barra de escala, 1 mm. Nota:Algunas puntas de las espículas se rompieron durante la preparación de la muestra y parecen estar planas. (C a E) Microscleros de demosponge G. cydonium a diferentes niveles de maduración, de una espícula completamente madura a una inmadura, respectivamente. Crédito:Schoeppler et al., Sci. Adv. 2017; 3:eaao2047
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