Resuelto el misterio de los zafiros de mar transparentes

Pequeñas criaturas oceánicas, conocidas como zafiros de mar, realizan una especie de truco de magia mientras nadan: Durante un segundo aparecen en espléndidos tonos iridiscentes de azul, púrpura o verde, y al siguiente pueden volverse invisibles (al menos los azules se vuelven completamente transparentes).

¿Cómo consiguen sus colores brillantes y lo que les permite «desaparecer?» Una nueva investigación del Instituto Weizmann de Israel ha resuelto el misterio de estas coloridas y huidizas criaturas, que son conocidas científicamente como Sapphirinidae. Los hallazgos, que apareciern recientemente en la revista de la Sociedad Americana de Química, podrían inspirar el desarrollo de nuevas tecnologías ópticas.
 
Sapphirinidae pertenecen a una subclase de crustáceos llamados copépodos, y viven en agua dulce o salada. Estos animales son apenas visibles para el ojo humano, y miden entre uno y varios milímetros de longitud. Es el macho el que muestra llamativos colores iridiscentes, mientras que la hembra es transparente.

Los científicos piensan que su extraordinario truco de magia permitiría a Sapphirinidae a escapar de los depredadores cuando sea necesario, y en cambio mostrar sus colores llamativos cuando una hembra de la especie -o posiblemente otro macho- esté cerca.
 
Biólogos, físicos y expertos en ciencia marina, informa el Instituto en una nota de prensa, investigaron la composición de una capa de cristal situada en el lomo de machos Sapphirinidae de varias especies. Primero midieron la reflectancia, que determina el color, y, a continuación, utilizando una técnica de microscopio llamada crio-SEM, observaron la organización de los cristales junto con el material celular que los sostiene.
 
Estos colores se deben a la iridiscencia, resultado del reflejo de la luz en estructuras periódicas (repetidas). Estos reflectores multicapa -un tipo de estructura conocida por los científicos como cristal fotónico- se componen de finos cristales transparentes de guanina. La guanina es más conocida por ser una de las bases de ácidos nucleicos del ADN.

Transparencia

El grupo de investigación descubrió que las placas de guanina de los Sapphirinidae se apilan en matrices periódicas increíblemente precisas. ¿Qué da a cada especie su color único? Su análisis reveló que el principal factor para determinar si un animal será de color amarillo, azul o púrpura es el espaciamiento entre las placas, que está controlado por la capa delgada de material celular que las separa.

Los investigadores también demostraron cómo esta compleja disposición de placas permite a ciertos Sapphirinidae desaparecer de la vista: cuando ciertas especies de machos giran sus lomos hacia la luz en un ángulo de 45 grados mientras realizan una maniobra natatoria en espiral, la longitud de onda de la luz reflejada se desplaza fuera del rango de la luz visible, hasta el invisible ultravioleta.

En contraste, la luz que llega directamente devuelve el hermoso color azul. Con la luz de los océanos, que viene de arriba, la pequeña criatura puede controlar su visibilidad, simplemente ajustando su timón.
 
La separación entre las placas actúa como una especie de «ajuste» para la longitud de onda de la luz y por lo tanto el color del organismo: Cuanto más cerca están las placas unas de otras, más corta es la longitud de onda, es decir, más azul es la luz reflejada en ellas.

Esta sofisticada estrategia para manipular la luz, dicen los científicos, podría ser utilizada en el diseño de estructuras de cristales fotónicos artificiales -estructuras a nanoescala que pueden manipular el flujo de fotones. Podrían usarse como revestimientos reflectantes cambiables o adaptables, espejos ópticos y pantallas ópticas.

Coloración

La coloración es un mecanismo distinto pero que también protege a los peces de los depredadores investigadores del CSIC publicaron en enero que la causa es la interacción de dos mecanismos de pigmentación independientes. La protección por coloración también se da en otras especies, como los leopardos.

Referencia bibliográfica:

Dvir Gur et al.: Structural Basis for the Brilliant Colors of the Sapphirinid Copepods. Journal of the American Chemical Society (2015). DOI: 10.1021/jacs.5b05289.