Cuando piensas en un temible depredador de dientes afilados, un calamar probablemente no sea el primer animal que te viene a la cabeza. Pero estas complejas criaturas tener una vista sofisticada, un pico fuerte para aplastar conchas, y tentáculos ágiles que les ayudan a atrapar presas.
Ah, y tienen dientes en sus ventosas. dientes dentados dentro de las ventosas de sus tentáculos permitirles engancharse a sus presas.
Mientras que la mayoría de los tejidos duros de los animales están mineralizados, y el calcio refuerza sus huesos, caparazones o dientes, los dientes de los calamares están compuestos de proteínas estructurales. Los científicos no entienden realmente cómo están hechos estos dientes.
Al observar el interior de una ventosa de calamar con un microscopio electrónico, Nuestro equipo de científicos Capturaron una imagen que muestra el tejido celular que hace crecer los dientes. Las células ubicadas en las paredes internas de la ventosa secretan proteínas que se unen entre sí y forman estructuras complejas en forma de anillo dentado.
Las estructuras dentaria del interior de las ventosas del calamar. Abdon Pena-Francesch
Proteínas de alta resistencia en los dientes de las ventosas del calamar
Los dientes de las ventosas de calamar tienen unas propiedades excepcionales. Son resistentes a la compresión, pero también flexibles y pueden adaptarse a la forma de su presa. La investigación de nuestro equipo intenta comprender no solo cómo se forman estos dientes, sino también de dónde provienen sus propiedades únicas.
Los dientes están compuestos por una familia de Proteínas estructuralesque tienen una función mecánica más que biológica. Algunos ejemplos incluyen la queratina, que forma el cabello y las uñas, o la seda, que da estructura a las telarañas y los capullos de los gusanos de seda. En los calamares, estos dientes de ventosa atrapan y agarran a las presas.
Las proteínas están formadas por aminoácidos dispuestos en un orden específico, y ese orden define su estructura. Las proteínas de los dientes de ventosa tienen aminoácidos que forman en el material cristales duros y diminutos llamados nanocristales. Estos nanocristales conectan las hebras de proteínas en una red, similar a los nudos de una red de pesca.
Estos nanocristales se unen para formar nanotubos dentro del material, como pequeñas estructuras en forma de panal. Cuando los observamos a través de un microscopio electrónico, podemos ver un diente cortado por la mitad, revelando la intrincada estructura interna con nanotubos largos pero diminutos. Gracias a estas nanoestructuras, los dientes de proteína de calamar tienen una resistencia, dureza y flexibilidad que supera a muchos polímeros sintéticos y materiales modernos.
Una imagen de microscopio electrónico de la sección transversal de los dientes de un anillo de succión de calamar revela los nanotubos. Abdon Pena-Francesch
Nuevos materiales inspirados en los calamares
Los científicos e ingenieros pueden Inspírate en biología y utilizar estructuras naturales únicas para modelar y desarrollar nuevos tipos de materiales. Por ejemplo, los dientes de ventosa de calamar han inspirado el desarrollo de materiales autocurativos que pueden reparar sus propios cortes, pinchazos o rasguños.
Los nanocristales que mantienen unidas las proteínas de los dientes del calamar pueden volver a formarse después de romperse. Los materiales fabricados en nuestro laboratorio inspirados en los nanocristales del calamar podrían dar lugar a dispositivos médicos o robots autorreparablesEstos materiales durarían más y requerirían menos mantenimiento, lo que sería útil en entornos peligrosos o dentro del cuerpo humano.
Estos materiales inspirados en los calamares también podrían ensamblarse y desensamblarse por sí solos. Los materiales con esta propiedad podrían ser reciclado o degradado Sin dejar residuos, lo que convertiría a este tipo de material en una alternativa biológica prometedora. plástico de un solo uso.
Abdon Pena-Francesch es profesor adjunto de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Michigan. Este artículo se publica nuevamente en La conversación bajo una Licencia Creative Commons. Lea el Artículo original.