doi.org/10.1002/adom.202301909
Credibilidade: 999
#Raia
Os pesquisadores descobriram os mecanismos por trás das manchas azuis elétricas nas raia de cauda de fita com manchas azuis, identificando nanoestruturas que refletem a luz para criar cores vibrantes.
Esta descoberta tem implicações para o desenvolvimento de tecnologias de coloração sem produtos químicos, com investigação em curso sobre fenómenos semelhantes noutras espécies marinhas.
Descoberta de nanoestruturas na pele da arraia:
Cientistas identificaram as nanoestruturas únicas responsáveis pelas manchas azuis elétricas da raia rabo-de-fita com manchas azuis (Taeniura lymma), com possíveis aplicações para o desenvolvimento de coloração livre de produtos químicos.
A equipe também está conduzindo pesquisas sobre a igualmente enigmática coloração azul do tubarão azul (Prionace glauca).
A coloração da pele desempenha um papel fundamental na comunicação do organismo, fornecendo pistas visuais críticas para a vida que podem alertar, atrair ou camuflar.
As raias de rabo de fita com manchas azuis possuem impressionantes manchas azuis elétricas em sua pele; no entanto, os processos biológicos que produziram essas manchas azuis elétricas têm sido um mistério até agora.
Se você vir o azul na natureza, pode quase ter certeza de que ele é feito de nanoestruturas de tecidos, e não de pigmentos”, diz Mason Dean, professor associado de anatomia comparativa na City University of Hong Kong (CityU).
Compreender a cor estrutural dos animais não envolve apenas a física óptica, mas também os materiais envolvidos, como eles estão organizados no tecido e como a cor fica no ambiente do animal.
Para juntar todas essas peças, reunimos uma grande equipe de disciplinas de vários países, terminando com uma solução surpreendente e divertida para o quebra-cabeça das cores da arraia.
Azul da Natureza
Coloração Estrutural vs. Pigmento As cores estruturais são produzidas por estruturas extremamente pequenas que manipulam a luz, e não como produto de pigmentos químicos.
As cores azuis são especialmente interessantes porque os pigmentos azuis são extremamente raros e a natureza costuma usar estruturas em nanoescala para produzir o azul, – diz Viktoriia Kamska, pós-doutoranda que estuda mecanismos naturais de coloração na CityU.
Estamos particularmente interessados nas arraias de rabo de fita porque, ao contrário da maioria das outras cores estruturais, sua cor azul não muda quando você olha para elas de diferentes ângulos.- A equipe de pesquisa combinou uma variedade de técnicas para compreender a arquitetura da pele sob diferentes condições naturais.
Para entender a arquitetura em escala fina da pele, usamos tomografia microcomputadorizada (micro-CT), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM),- diz o Dr. Descobrimos que a cor azul é produzida por células únicas da pele, com um arranjo 3D estável de esferas em nanoescala contendo nanocristais refletores (como pérolas suspensas em um chá de bolhas),- diz Amar Surapaneni, um pós-doutorado do grupo de Mason Dean até recentemente e agora um acadêmico visitante no Trinity College Dublin.
Como o tamanho das nanoestruturas e seu espaçamento são um múltiplo útil do comprimento de onda da luz azul, elas tendem a refletir especificamente os comprimentos de onda azuis.- Mecanismos de estabilidade de cor e aplicações Curiosamente, a equipe descobriu que o arranjo quase ordenado único do esferas ajudaram a garantir que a cor permanecesse inalterada com o ângulo de visão.
E para limpar quaisquer cores estranhas, uma espessa camada de melanina sob as células produtoras de cor absorve todas as outras cores, resultando em uma pele azul extremamente brilhante, – diz o Dr. No final, os dois tipos de células formam uma grande colaboração: as células da cor estrutural aprimoram a cor azul, enquanto as células do pigmento melanina suprimem outros comprimentos de onda, resultando em uma pele azul extremamente brilhante.- A equipe acredita que esta fascinante coloração azul é provavelmente fornecerá benefícios de camuflagem para as arraias.
Na água, o azul penetra mais profundamente do que qualquer outra cor, ajudando os animais a se misturarem com o ambiente, – diz o Dr. Dean.
Manchas azuis brilhantes na pele das arraias não mudam com o ângulo de visão; portanto, eles podem ter vantagens específicas na camuflagem enquanto o animal nada ou manobra rapidamente com asas ondulantes.
– As aplicações para esta pesquisa atualmente sendo exploradas incluem materiais coloridos sem pigmentos bioinspirados.
Estamos buscando colaborações com colegas pesquisadores para desenvolver sistemas biomiméticos flexíveis e estruturalmente coloridos, inspirados na natureza macia da pele da arraia, para obter cores seguras e livres de produtos químicos em têxteis, telas flexíveis, telas e sensores”, diz o Dr. Implicações mais amplas e pesquisas em andamento Além de seu trabalho com arraias, a Dra.
Kamska e sua equipe também estão investigando a coloração azul de outras raias e tubarões, incluindo o tubarão azul.
Apesar do nome “tubarão azul? e de seus aspectos ecológicos serem bem estudados, ninguém ainda sabe como a cor azul é produzida em sua pele,- diz o Dr. Kamska.
Os resultados preliminares demonstram que esse mecanismo de coloração é diferente da arraia, mas, assim como a arraia, precisamos tentar diferentes combinações de ferramentas de imagem refinadas e abordar múltiplas disciplinas relacionadas em óptica, materiais e ciências biológicas.- Esta pesquisa foi publicado na Advanced Optical Materials intitulado Ribbontail Stingray Skin Employs a Core-Shelf Photonic Glass Ultrastructure to Make Blue Structural Color.
– Há também um próximo artigo na Frontiers in Cell and Developmental Biology, intitulado Intermediate filaments organiza espacialmente nanoestruturas intracelulares para produzir o brilho azul estrutural das arraias ribbontail ao longo da ontogenia.-
Publicado em 07/07/2024 23h14
Artigo original:
Estudo original: