Una cosa es obvia:los ojos de la polilla y la piel de la serpiente son completamente diferentes. Los investigadores de la Universidad de Kiel han examinado más de cerca, sin embargo, y ahora han llevado las supuestas 'manzanas y naranjas' a un denominador común. Han abierto una completamente nueva, vista comparativa de superficies biológicas utilizando un método recientemente desarrollado, y así nos hemos acercado a la solución de cómo funcionan estas superficies. Dr. Alexander Kovalev, El Dr. Alexander Filippov y el profesor Stanislav Gorb del Instituto Zoológico de la Universidad de Kiel han publicado sus hallazgos en la edición actual de la revista científica. Física Aplicada A .
Una superficie muestra un reflejo de luz reducido, el otro es hidrófugo y resistente a la abrasión. Las superficies en el mundo animal evolucionan para adaptarse a sus entornos y dar al animal que cubren la mayor ventaja evolutiva posible. Hoy en día, los científicos todavía están desconcertados por cómo y por qué estas diferentes estructuras se desarrollan en detalle.
La investigación actual analiza directamente las nanoestructuras de la superficie utilizando las últimas técnicas de investigación. Normalmente, nos limitaríamos a hacer comparaciones dentro de especies estrechamente relacionadas y solo observaríamos detenidamente pequeñas áreas de la superficie, dice Gorb:"Por eso nos preguntamos qué diferencias estructurales se pueden encontrar entre especies completamente diferentes. Para hacerlo, cambiamos la perspectiva típica de la biología y abordamos áreas de superficie más grandes de varias especies ". Estos tipos de estudios cruzados de especies o materiales cruzados de nanoestructuras son comunes en otros campos técnicos o inorgánicos. En biología, sin embargo, este método es completamente nuevo, Gorb continúa.
Sacaron la idea de las decoraciones en el pasillo de su propio instituto, donde se muestran imágenes de microscopio electrónico de barrido de ojos de polilla y piel de serpiente. En algún momento, El físico teórico Filippov notó similitudes entre las imágenes, que mostraba las superficies con una resolución de unas millonésimas de milímetro. Se podían ver pezones y hoyuelos que, al ojo humano, parecían seguir un patrón determinado. Utilizando métodos que se utilizan normalmente en cristalografía, los científicos finalmente pudieron reconocer los patrones particulares que distinguen a las dos especies. "La estructura de los ojos de la polilla está perfectamente organizada. Los pezones están muy ordenados, y direcciones preferidas se exhiben en la organización estructural, "explica Kovalev, biofísico y autor principal del estudio. Los científicos ya eran conscientes de la estricta simetría de la estructura del ojo. Sin embargo, el hecho de que esto pasa directamente al nano-nivel y se repite en toda la superficie en los llamados dominios, es un nuevo hallazgo importante.
Entonces, ¿qué simetría tiene la piel de serpiente? que a primera vista parece similar, quizás incluso más perfectamente organizado? "En comparación con la estructura del ojo de la polilla, la estructura de la piel de la serpiente está desorganizada, "explica Kovalev. Continuó:" Si nos concentramos en un hoyuelo en la piel, como un pezón en el ojo, solo vemos una nube difusa de más hoyuelos en los alrededores cercanos. No se pueden definir direcciones particulares ni la disposición regular. Esta estructura desorganizada continúa por toda la superficie ".
En su propia, Estos hallazgos sobre la estructura organizada del ojo, por un lado, y la estructura desorganizada de la piel, por otro, no son especialmente significativos. Pero tomando el denominador común, es decir, investigar ambas estructuras con el mismo grado de resolución, es posible por primera vez comparar estructuras fundamentalmente diferentes, explica Gorb:"Sin embargo, el grado de organización 'coincidente' no es casual, sino un resultado de la evolución. Eso significaría que la organización perfecta le da a la polilla su increíble visión nocturna, mientras que la organización imperfecta en la piel de serpiente asegura las mejores propiedades de fricción ". Eso suena lógico, cuando consideras las leyes de la física, que una estructura simétrica es necesaria para una buena visión y buenas propiedades de fricción requieren que el orden de la superficie en el contacto con el suelo sea lo más bajo posible.
Si los investigadores de Kiel hubieran seguido los enfoques habituales y hubieran comparado serpientes con serpientes y polillas con polillas, la organización de los elementos a nivel nano difícilmente se habría considerado significativa. "Al comparar especies evolutivas distantes, ahora vemos que la clave para comprender las funciones de la superficie debe estar en el nivel más pequeño. Cada superficie biológica está adaptada a su entorno, y estas adaptaciones se reflejan en la organización de sus elementos más pequeños en cierto grado perfecto o imperfecto, "Gorb concluye.
