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¿Qué es esta criatura submarina?

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West Bali, a unos 10 metros de profundidad. El cuerpo mide aproximadamente 10 cm de ancho. No se mueve.


El secreto de la pegajosidad de los mejillones bajo el agua

Los mejillones sobreviven pegándose a las rocas en las feroces olas o mareas bajo el agua. Los materiales que imitan esta adhesión bajo el agua se utilizan ampliamente para la adhesión a la piel o los huesos, para modificar la superficie de un andamio o incluso en sistemas de administración de fármacos o células. Sin embargo, estos materiales no han imitado por completo las capacidades de los mejillones.

Un equipo de investigación conjunto de POSTECH y la Universidad Nacional de Kangwon (KNU), dirigido por el profesor Hyung Joon Cha y Ph.D. El candidato Mincheol Shin del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH con el Profesor Young Mee Jeong y el Dr. Yeonju Park del Departamento de Química de KNU - ha analizado la Dopa y la lisina, que son los aminoácidos que componen las proteínas adhesivas de superficie secretadas por mejillones, y verificó que sus roles están relacionados con su ubicación. El equipo ha dado un paso más para revelar el secreto de la adhesión bajo el agua al descubrir que estos aminoácidos pueden contribuir a la adhesión y cohesión de la superficie de manera diferente según su ubicación específica.

La característica de las proteínas adhesivas del mejillón que se han imitado hasta ahora es que contienen una gran cantidad de un aminoácido único llamado Dopa. La dopa es un aminoácido modificado con un grupo hidroxilo más unido a la tirosina, y la investigación sobre la adhesión bajo el agua comenzó con el hecho de que la dopa constituye un componente importante de la proteína adhesiva.

Sin embargo, el equipo de investigación cuestionó el hecho de que esta excelente adhesión bajo el agua de los mejillones sea posible gracias a una sola molécula y se centró en observar el número y la ubicación de la lisina, que es un aminoácido que ocurre con tanta frecuencia como la Dopa.

Como resultado, el equipo de investigación descubrió que la dopa y la lisina están unidas entre sí con aproximadamente la mitad de probabilidad. Por otro lado, se reveló que a diferencia de lo que se ha conocido hasta ahora, cuando la dopa y la lisina se unen, no siempre producen una sinergia positiva. Los investigadores confirmaron que en el caso de la interacción catión-pi, se produce más bien una sinergia negativa.

Cuando la dopa y la lisina están juntas, se produce una diferencia en la densidad de las moléculas de agua a nivel microscópico y se reduce la concentración de moléculas de agua alrededor de la dopa. Esta concentración reducida permite una diferencia en la fuerza de los enlaces de hidrógeno entre el anillo de benceno y el grupo hidroxilo de Dopa, reduciendo así la estabilidad estructural del complejo catión-& pi. Utilizando la espectroscopía Raman, el equipo de investigación confirmó que el grupo CH2 ubicado en la cadena de lisina situada cerca de Dopa y el catecol de la Dopa adyacente forman una interacción intramolecular, lo que reduce su estabilidad.

Los hallazgos de este estudio permiten confirmar cómo se diseñó la proteína adhesiva de los mejillones, y parece prometedor para ser aplicable a la investigación de proteínas adhesivas de otros organismos en el futuro.

"Con este nuevo descubrimiento sobre la sinergia entre Dopa y lisina, que se sabe que siempre juegan un papel positivo en la adhesión bajo el agua, cambiará el marco de la forma en que se diseñan los materiales adhesivos", comentó el profesor Hyung Joon Cha, quien dirigió la investigación.

Esta investigación, que fue publicada recientemente en Química de Materiales, se llevó a cabo como parte del estudio titulado "Comprensión del mecanismo de adhesión submarina de los organismos adhesivos: control del equilibrio entre la adhesión y la cohesión de la superficie", que es un Programa de Investigadores de mitad de carrera del Ministerio de Ciencia y TIC y la Fundación Nacional de Investigación. de Corea.


Tierra y campo magnético rsquos

La Tierra tiene un campo magnético generado por su núcleo.

Dentro del núcleo, la desintegración radiactiva y las reacciones químicas generan enormes cantidades de calor. Junto con este calor viene un fuerte campo magnético. Además, el hierro presente en el núcleo genera su propia corriente eléctrica en presencia del campo magnético. Esta corriente eléctrica provoca su propio campo magnético, creando un ciclo sin fin.

Al igual que cualquier otro imán, el campo magnético tiene dos polos: el Polo Sur, que apunta al Polo Norte geográfico de la Tierra, y el Polo Norte, que apunta al Polo Sur geográfico.

Tierra y campo magnético rsquos (Crédito de la foto: Arte siberiano / Shutterstock)

Durante años, los científicos han estado reflexionando sobre cómo las criaturas marinas saben dónde ir y cómo continuar sus viajes. Por ejemplo, las tortugas recién nacidas en tierra nunca han estado en el mar. Sin embargo, conocen el camino hacia las populares áreas de reproducción y apareamiento donde pueden ponerse al día con sus amigos y familiares.

Los estudios han sugerido que las tortugas usan el campo magnético terrestre y rsquos para navegar.


Esta criatura submarina se llama & # 8216Fire Worm & # 8217 y es terriblemente hermosa

La vasta extensión de agua que es el océano encierra misterios que aún son desconocidos para el ser humano moderno. De hecho, todavía hay criaturas debajo del enigma verde azulado brillante que cubre el 70 por ciento de la superficie de la Tierra que pueden asombrarlo y aterrorizarlo al mismo tiempo.

Uno de los mejores ejemplos de estas criaturas es el gusano de fuego barbudo. Parecido a los rastreadores caseros notoriamente espeluznantes conocidos como ciempiés, el gusano de fuego barbudo tiene un cuerpo segmentado largo y plano que te pondrá la piel de gallina.

Los gusanos de fuego barbudos parecen una versión esponjosa de ciempiés, pero en realidad son mucho más aterradores.

Según Marine Bio, este rastreador espeluznante es una especie de gusano de cerdas de la familia Amphinomidae y tiene un nombre científico Hermodice carunculata.

Por lo general, mide de 7 a 10 centímetros de largo, pero puede crecer hasta 35,6 centímetros.

Para los biólogos marinos, los gusanos de fuego barbudos son todo un espectáculo para la vista con su colorido cuerpo plano y segmentado. Se los considera hermosos en el mundo de la biología marina porque, a diferencia de sus parientes anélidos, las Clases Clitellata y Pogonophora, tienen tonos llamativos que no solo son fotogénicos sino que son asombrosos en la vida real.

Los gusanos de fuego barbudos tienen cerdas llenas de veneno llamadas "chaetae" que causan ardor e irritación.

Desafortunadamente, la gente normal no aprecia su belleza y se la considera francamente espeluznante. Si bien puede que no les haga justicia a las criaturas, su instinto para evitar estos rastreadores espeluznantes está en lo cierto. Esto se debe a que la criatura submarina está armada con cerdas llenas de veneno llamadas "chaetae" que parecen barbas inofensivas pero que pueden causar irritación y ardor al tocarlas.

Esta especie de gusanos de fuego es nativa del Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo, pero también se pueden encontrar en algunas áreas del oeste, específicamente de Estados Unidos a Guyana. Por lo general, se camuflan en corales, arena y barro y se esconden debajo de piedras en áreas rocosas o de pastos marinos y en algunos fondos fangosos.

Debido a su apariencia colorida, algunos cometen el error de poner gusanos de fuego barbudos dentro de los acuarios, por lo que es mejor compartir este artículo con su familia y amigos para educarlos sobre los peligros de entrar en contacto con esta criatura.


Por Rhian Waller y Tim Shank

Los océanos del mundo tienen aproximadamente 300 veces más área para sustentar la vida que los continentes del mundo. Debido a que más del 75% de las profundidades oceánicas se encuentra por debajo de los 1000 metros, las profundidades oceánicas están relativamente inexploradas y, hasta hace poco, inaccesibles. Mientras investigamos las laderas submarinas de los volcanes de Galápagos, vemos vida que nadie ha fotografiado antes. Las criaturas que viven en estas profundidades se han adaptado a una forma de vida en uno de los entornos más desafiantes del mundo.

Physophora hydrostatica. Un sifonóforo, estos animales se componen de múltiples unidades, cada una especializada para una función como nadar, alimentarse o reproducirse. Esta construcción "modular" permite que algunos sifonóforos crezcan mucho, más de 100 pies en las profundidades del océano. Aunque la mayoría de los sifonóforos viven debajo de la superficie, el Hombre de Guerra portugués es uno que descansa en la superficie, suspendido por un flotador lleno de gas.

El mar profundo se define como la parte del océano por debajo de los 200 metros de profundidad. Este ambiente se considera extremadamente duro con temperaturas por debajo de los 5 grados Celsius, presión extrema (2.000 metros equivalen aproximadamente a 200 veces la presión atmosférica al nivel del mar) y sin luz solar. Los animales de aguas profundas han tenido que evolucionar, a menudo a través de adaptaciones inusuales y únicas, para vivir, reproducirse y prosperar en estas condiciones únicas.

Hasta finales del siglo XIX, muchas personas consideraban que las grandes profundidades del océano eran demasiado duras para sustentar la vida. Como resultado, estuvo en gran parte inexplorado. A principios del siglo XIX, los científicos europeos comenzaron a explorar las profundidades del Atlántico Norte para ver si podían encontrar vida en las profundidades marinas. Basado en un muestreo inicial que sugirió que los animales vivían en las profundidades del océano, el H.M.S. El Challenger fue comisionado para una expedición alrededor del mundo que duró desde 1872 hasta 1876. Logró encontrar diversa vida animal a 5.500 metros, además de hacer otros descubrimientos importantes. Casi un siglo después, la exploración de aguas profundas durante la expedición danesa Galathea recuperó animales de la fosa de Filipinas, a 10.190 metros.

Sabemos que la vida puede existir en las mayores profundidades del océano, pero ¿cómo se han adaptado estos animales a estos ambientes extremos?

Los animales de aguas profundas han desarrollado formas de sortear los problemas asociados con la vida por debajo de los 2000 m.

Dada la falta de luz solar en las grandes profundidades del océano, ¿cómo se encuentran los animales de las profundidades marinas en la oscuridad?

La falta de luz solar ha dado lugar a adaptaciones visuales y químicas únicas. Muchos peces tienen la capacidad de producir luz "química", un fenómeno llamado "bioluminiscencia" al oxidar compuestos orgánicos.

Se han propuesto muchas teorías sobre el propósito de la bioluminiscencia, pero aún no se comprende completamente. Los científicos creen que la luz podría ayudar a las especies a comunicarse, atraer a una pareja o presa o disuadir a los depredadores. Muchos organismos de aguas profundas han desarrollado ojos rudimentarios muy grandes para maximizar su capacidad de ver esta luz química, como algunos de los camarones recolectados en nuestras dragas de roca.

Algunos animales han desarrollado formas únicas de atrapar a sus presas. El pez trípode, Bathypterois, desarrolló grandes radios de aleta en sus colas. Esto le permite "estar de pie" en el lecho marino arenoso, con aletas pectorales extendidas que se asemejan a antenas. Las aletas pectorales ayudan a estos peces de aguas profundas a sentir las vibraciones en el agua y así sentir a su presa a medida que se acerca.

La inmensa presión a profundidades por debajo de los 2.000 metros puede aplastar los espacios de aire dentro de los humanos. Es por eso que los sumergibles como Alvin tienen una esfera de presión de titanio gruesa donde se sientan el piloto y los observadores, para que no sientan las toneladas de presión mientras descienden a las profundidades del océano.

La mayoría de los organismos submarinos no tienen espacios de aire. Están hechos de material totalmente líquido o sólido, por lo que no se ven afectados por la presión en estos espacios. Sin embargo, esto plantea un problema para los animales que se mueven en la columna de agua, ¿cómo puede un animal bajar a los 2000 metros y regresar a los 1000 metros, o la superficie del océano, sin que la gravedad los haga demasiado pesados ​​para nadar hacia arriba?

Las ballenas se zambullen habitualmente a profundidades muy profundas. Lo hacen tomando grandes bocanadas de aire a través de sus orificios cuando están en la superficie. Este aire se mueve hacia los pulmones, pero a medida que la ballena se sumerge más profundamente, la presión empuja el aire hacia los senos especiales llenos de aceites grasos. El aire se mezcla con estos aceites formando una emulsión, por lo que no se puede triturar.

Los tiburones y las rayas tienen una flotabilidad neutra porque tienen hígados grandes y aceitosos (que flotan) y carne blanda y acuosa (que se hunde). Algunos peces óseos tienen "vejigas natatorias". Son cavidades de gas a las que constantemente se les bombea gas hacia adentro o hacia afuera a medida que los peces se mueven hacia arriba y hacia abajo en la columna de agua. Esto significa que pueden hacer que sus cuerpos sean más pesados ​​si quieren bajar, o más ligeros si quieren nadar hacia arriba. En la especie de aguas profundas Coryphaenoides, el pez granadero, hay una gran vejiga natatoria y un gran hígado graso. Esto los hace particularmente buenos para ir entre diferentes profundidades.

La falta de comida puede ser un gran problema para los animales que viven en aguas profundas. En las aguas superficiales, las plantas marinas llamadas fitoplancton utilizan la luz solar para crecer mediante la fotosíntesis. Esta es la principal fuente de alimento para muchos animales que viven en la superficie o cerca de ella. A medida que el plancton muere, se hunde y se convierte en alimento para los animales que viven más profundamente en la columna de agua. Solo el 1% de esta comida se hunde a profundidades de 1000 metros. Esto se debe a que la cantidad de animales que viven en las aguas superficiales es alta y gran parte de la comida se agota antes de que tenga la oportunidad de hundirse en las profundidades del océano.

Muchos organismos son carroñeros. Hacen uso de los escasos recursos que alcanzan estas profundidades, como los cadáveres de ballenas, excrementos de peces y floraciones de plancton de superficie muerta. Muchos invertebrados, como los anfípodos, sobreviven de la "caída de alimentos" de la superficie y, a su vez, se convierten en presa de otras especies más grandes.

Con cada expedición, se descubren más especies. Sin embargo, todavía existen muchos grandes misterios. Se han encontrado vivas especies que alguna vez se creyeron extintas (el pez celacanto es un ejemplo). Aún no se han encontrado otras especies vivas como el calamar gigante, arco. A medida que la tecnología mejore, nos permitirá observar más de cerca a los animales de las profundidades marinas durante períodos de tiempo más prolongados y, sin duda, nos enseñará aún más sobre las grandes y maravillosas adaptaciones que han evolucionado en los océanos del mundo.

El diagrama de la izquierda muestra cómo se divide el océano en diferentes categorías de profundidad. El diagrama de la derecha muestra qué tan profundo penetran los diferentes colores de luz en el océano. Puede ver que la luz roja no llega muy lejos, por eso muchos animales de aguas profundas son rojos, por lo que están camuflados.


Buceo para cubrirse

Más de 400 especies de anoles, que abarcan una amplia diversidad de colores y tamaños, viven en los trópicos. Algunas de las más singulares son las especies semiacuáticas, que se protegen de los depredadores zambulléndose en los arroyos.

Durante el transcurso del estudio, Boccia recolectó, observó y liberó múltiples especies de estos lagartos en México, Costa Rica y Colombia. A menudo, estos anolis moteados duermen al final de las ramas, listos para despertar y saltar según sea necesario para evitar las serpientes. "Eso los hace más fáciles de encontrar para los humanos por la noche", dice Boccia, un explorador de National Geographic.

Luego, Boccia observó el comportamiento de reinspiración de los anoles cuando se colocaban en varios recipientes llenos de agua. En sus experimentos, descubrió que seis especies podían expulsar y volver a inhalar burbujas grandes, también llamadas plastrones, que permanecen donde las lagartijas pueden respirarlas aferrándose a las escamas repelentes al agua de los animales. Cuando Boccia y sus colegas midieron los niveles de oxígeno en las burbujas, los niveles bajaron con el tiempo, una indicación de que los anolis consumían oxígeno.

Los científicos dicen que también es posible que algunas lagartijas utilicen su técnica de reinspiración para alimentarse bajo el agua, por ejemplo, en peces pequeños.

“Nadie hubiera predicho que los lagartos anolis volverían a respirar una capa de gas [adherida] al exterior de su piel”, dice Seymour, quien también es un explorador de National Geographic. Pero debido a que los científicos del estudio “siguieron la observación con mediciones cuidadosas. esto hace que el estudio sea extrañamente interesante y científicamente riguroso ".


Mire todas estas locas criaturas del mar profundo que el biólogo acaba de encontrar en el mar Blanco

Fantásticas fotografías submarinas de Alexander Semenov, biólogo marino y fotógrafo submarino profesional. También es jefe del equipo de buzos científicos en la Estación Biológica del Mar Blanco de la Universidad Estatal de Moscú de Lomonosov, Rusia. La estación fue fundada en 1938 y en su mayoría fue construida por entusiastas que vinieron aquí debido a la increíble atmósfera que se había desarrollado durante muchos años en la estación. Esta es una mezcla inusual y única de energía de los estudiantes, ciencia seria y la dura naturaleza del norte.

& # 8220Soy biólogo marino, especializado en animales invertebrados. Actualmente, soy el jefe del equipo de buzos en la Estación Biológica del Mar Blanco de la Universidad Estatal de Moscú, donde organizo y gestiono todo tipo de trabajo submarino. Mi equipo y yo estamos acostumbrados a bucear en condiciones desfavorables y, a menudo, duras, llevando a cabo con éxito proyectos de investigación complejos. Soy un fotógrafo subacuático profesional con más de 10 años de experiencia. Mi especialización clave es la fotografía macro científica en entornos naturales. Este enfoque permite observar animales que no se pueden estudiar adecuadamente en condiciones de laboratorio, como organismos planctónicos de cuerpo blando o formas de vida estacionarias que viven en el fondo marino. Mi objetivo personal es estudiar la vida submarina a través de las lentes de las cámaras y fomentar el interés de la gente por la biología marina. Hago esto al compartir todos mis hallazgos a través de las redes sociales y en la vida real a través de conferencias públicas, películas, exposiciones y eventos de medios.

Tengo la oportunidad única de observar la belleza en la oscuridad submarina, lo que me llevó a múltiples colaboraciones, a saber, con National Geographic, BBC, Nature Magazine, Science Magazine, Smithsonian Institution y mucho más, con personas de la comunidad científica de todo el mundo. .

Amo lo que hago y amo el mar. & # 8221


Esta criatura de las profundidades marinas tiene los brazos largos, los dientes erizados y es el único superviviente de 180 millones de años de evolución.

Crédito: C. Harding / Museums Victoria, autor proporcionado

Permítanme presentarles a Ophiojura, un extraño animal de aguas profundas encontrado en 2011 por científicos del Museo de Historia Natural de Francia, mientras navegaban por la cima de un monte submarino aislado llamado Banc Durand, a 500 metros por debajo de las olas y a 200 kilómetros al este de Nueva Caledonia en el suroeste del Océano Pacífico.

Ophiojura es un tipo de estrella quebradiza, que son primas lejanas de las estrellas de mar, con brazos en forma de serpiente que irradian de sus cuerpos, que viven en los fondos marinos de todo el mundo.

Siendo un experto en animales de aguas profundas, supe de un vistazo que este era especial cuando lo vi por primera vez en 2015. Los ocho brazos, cada uno de 10 centímetros de largo y armados con hileras de anzuelos y espinas. ¡Y los dientes! Un escaneo microscópico reveló filas erizadas de dientes afilados que recubren cada mandíbula, que creo que se utilizan para atrapar y destrozar a su presa.

Como mis colegas y yo informamos ahora en Proceedings of the Royal Society B, Ophiojura de hecho representa un tipo de animal totalmente único y no descrito anteriormente. Es único en su clase: la última especie conocida de un linaje antiguo, como el celacanto o el tuátara.

Comparamos el ADN de una variedad de especies marinas diferentes y llegamos a la conclusión de que Ophiojura está separada de sus parientes estelares frágiles vivos más cercanos por unos 180 millones de años de evolución. Esto significa que su antepasado común más reciente vivió durante el período Triásico o Jurásico temprano, cuando los dinosaurios apenas comenzaban.

Los dientes erizados sobresalen de las ocho mandíbulas, listos para perforar y destrozar a sus presas. El color en esta micro-tomografía computarizada refleja la densidad del esqueleto. Crédito: J. Black / Universidad de Melbourne, autor proporcionado

Desde entonces, los antepasados ​​de Ophiojura continuaron evolucionando, lo que finalmente condujo a la situación actual, en la que es el único sobreviviente conocido de un linaje evolutivo que se remonta a 180 millones de años.

Sorprendentemente, hemos encontrado pequeños huesos fósiles que se parecen a nuestra nueva especie en rocas jurásicas (de 180 millones de años) del norte de Francia, lo que es una prueba más de su origen antiguo.

Los científicos solían llamar a animales como Ophiojura "fósiles vivientes", pero esto no es del todo correcto. Los organismos vivos no permanecen congelados en el tiempo durante millones de años sin cambiar en absoluto. Los antepasados ​​de Ophiojura habrían continuado evolucionando, de formas ciertamente muy sutiles, durante los últimos 180 millones de años.

Quizás una forma más precisa de describir a estos solitarios evolutivos es con el término "paleoendémicos", representantes de una rama de la vida que antes estaba muy extendida y que ahora está restringida a unas pocas áreas pequeñas y tal vez a una sola especie solitaria.

Para la vida del fondo marino, el centro del paleo-endemismo se encuentra en los márgenes continentales y los montes submarinos en aguas tropicales entre 200 metros y 1000 metros de profundidad. Aquí es donde encontramos las "reliquias" de la vida marina antigua, especies que han persistido en una forma relativamente primitiva durante millones de años.

Los montes submarinos, como en el que se encontró Ophiojura, suelen ser volcanes sumergidos que nacieron hace millones de años. La lava rezuma o eructa de los respiraderos en el fondo marino, agregando continuamente capas de roca basáltica a la cima del volcán como capas de glaseado en un pastel. El volcán puede eventualmente elevarse por encima de la superficie del mar, formando una isla volcánica como las de Hawai, a veces con arrecifes de coral rodeando su costa.

Pero finalmente el volcán muere, la roca se enfría y el basalto pesado hace que el monte submarino se hunda en la corteza oceánica relativamente blanda. Con el tiempo suficiente, el monte submarino se hundirá cientos o incluso miles de metros por debajo del nivel del mar y gradualmente se cubrirá nuevamente de fauna de aguas profundas. Su pasado iluminado por el sol se recuerda en la roca como una capa de animales de arrecife fosilizados alrededor de la cima.

Si bien nuestra nueva especie es del suroeste del Pacífico, los montes submarinos se encuentran en todo el mundo y apenas estamos comenzando a explorar los de otros océanos. En julio y agosto, dirigiré un viaje de exploración de 45 días en el buque de investigación oceánica de Australia, el RV Investigator, a los montes submarinos alrededor de las islas Christmas y Cocos (Keeling) en el este del Océano Índico.

Estos montes submarinos son antiguos, de hasta 100 millones de años, y casi totalmente inexplorados. Estamos realmente entusiasmados con lo que podemos encontrar.

La vida en un monte submarino. Las estrellas de plumas y las estrellas frágiles han desarrollado múltiples brazos para alcanzar las corrientes pasajeras. Crédito: S. Samadi / MNHN / KANADEEP2, autor proporcionado

Los montes submarinos son lugares especiales en el mundo de las profundidades marinas. Las corrientes se arremolinan a su alrededor, trayendo nutrientes de las profundidades o atrapando el plancton desde arriba, que alimenta el crecimiento de espectaculares corales abanicos, látigos marinos y esponjas de vidrio. Estos, a su vez, albergan muchos otros animales de aguas profundas. Pero estas fascinantes comunidades son vulnerables a las actividades humanas como la pesca de arrastre en aguas profundas y la extracción de minerales preciosos.

El gobierno australiano anunció recientemente un proceso para crear nuevos parques marinos en las regiones de Christmas y Cocos (Keeling). Nuestro viaje proporcionará los datos necesarios para administrar estos parques en el futuro.

El gobierno de Nueva Caledonia también ha creado un parque marino en áreas costeras alrededor de estas islas, incluido el monte submarino Durand. Estos parques marinos son faros de progreso en el impulso global para una mejor gestión ambiental de nuestros océanos. Quién sabe qué extraños y maravillosos tesoros de las profundidades están aún por descubrir.

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.


Los científicos fabrican un potente pegamento submarino inspirado en percebes y mejillones

Si alguna vez ha intentado arrancar un mejillón de un malecón o un percebe del fondo de un barco, comprenderá que podemos aprender mucho de la naturaleza sobre cómo fabricar adhesivos potentes. Los ingenieros de la Universidad de Tufts han tomado nota y hoy informan sobre un nuevo tipo de pegamento inspirado en esas criaturas obstinadamente adherentes en la revista. Ciencia avanzada.

Comenzando con la proteína de seda fibrosa extraída de los gusanos de seda, pudieron replicar las características clave del percebe y el pegamento de mejillón, incluidos los filamentos de proteínas, la reticulación química y la unión del hierro. El resultado es un poderoso pegamento no tóxico que se fija y funciona tan bien bajo el agua como en condiciones secas y es más fuerte que la mayoría de los productos de pegamento sintético actualmente en el mercado.

"El compuesto que creamos no solo funciona mejor bajo el agua que la mayoría de los adhesivos disponibles en la actualidad, sino que logra esa resistencia con cantidades mucho más pequeñas de material", dijo Fiorenzo Omenetto, profesor de ingeniería Frank C. Doble en la Tufts School of Engineering, director de Tufts Silklab. donde se creó el material y autor correspondiente del estudio. "Y debido a que el material está hecho de fuentes biológicas extraídas y las químicas son benignas, extraídas de la naturaleza y evitando en gran medida los pasos sintéticos o el uso de disolventes volátiles, también podría tener ventajas en la fabricación".

El "equipo de pegamento" de Silklab se centró en varios elementos clave para reproducir en adhesivos acuáticos. Los mejillones segregan filamentos largos y pegajosos llamados biso. Estas secreciones forman polímeros, que se incrustan en las superficies y se reticulan químicamente para fortalecer la unión. Los polímeros de proteínas están formados por largas cadenas de aminoácidos, incluido uno, dihidroxifenilalanina (DOPA), un aminoácido que lleva catecol y que puede reticularse con las otras cadenas. Los mejillones añaden otro ingrediente especial, complejos de hierro, que refuerzan la fuerza cohesiva del biso.

Los percebes secretan un cemento fuerte hecho de proteínas que se forman en polímeros que se anclan en las superficies. Las proteínas en los polímeros de cemento de percebe doblan sus cadenas de aminoácidos en láminas beta, una disposición en zig-zag que presenta superficies planas y muchas oportunidades para formar enlaces de hidrógeno fuertes con la siguiente proteína en el polímero, o con la superficie a la que el polímero el filamento se está adhiriendo.

Inspirado por todos estos trucos de unión molecular utilizados por la naturaleza, el equipo de Omenetto se puso a trabajar para replicarlos y aprovechar su experiencia con la química de la proteína de fibroína de seda extraída del capullo de los gusanos de seda. La fibroína de seda comparte muchas de las características de forma y unión de las proteínas del cemento de percebe, incluida la capacidad de ensamblar grandes superficies de láminas beta. Los investigadores agregaron polidopamina, un polímero aleatorio de dopamina que presenta catecoles de reticulación a lo largo de su longitud, muy parecido a lo que usan los mejillones para reticular sus filamentos de enlace. Finalmente, la fuerza de adhesión se mejora significativamente curando el adhesivo con cloruro de hierro, que asegura las uniones a través de los catecoles, tal como lo hacen en los adhesivos naturales para mejillones.

"La combinación de fibroína de seda, polidopamina y hierro reúne la misma jerarquía de unión y reticulación que hace que estos adhesivos de percebe y mejillón sean tan fuertes", dijo Marco Lo Presti, becario postdoctoral en el laboratorio de Omenetto y primer autor del estudio. . "Terminamos con un adhesivo que incluso se parece a su contraparte natural bajo el microscopio".

Obtener la combinación correcta de fibroína de seda, polidopamina y condiciones ácidas de curado con iones de hierro fue fundamental para permitir que el adhesivo se fijara y trabajara bajo el agua, alcanzando resistencias de 2.4 MPa (megapascales de aproximadamente 350 libras por pulgada cuadrada) al resistir fuerzas de cizallamiento. Eso es mejor que la mayoría de los adhesivos experimentales y comerciales existentes, y solo un poco más bajo que el adhesivo submarino más fuerte a 2.8 MPa. Sin embargo, este adhesivo tiene la ventaja adicional de no ser tóxico, estar compuesto de materiales totalmente naturales y requiere solo 1-2 mg por pulgada cuadrada para lograr esa unión, eso es solo unas pocas gotas.

"La combinación de seguridad probable, uso conservador del material y resistencia superior sugiere una utilidad potencial para muchas aplicaciones industriales y marinas e incluso podría ser adecuada para usos orientados al consumidor, como la construcción de modelos y el uso doméstico", dijo el profesor Gianluca Farinola, colaborador en el estudio de la Universidad de Bari Aldo Moro, y profesor adjunto de Ingeniería Biomédica en Tufts. "El hecho de que ya hayamos utilizado la fibroína de seda como material biocompatible para uso médico nos está llevando a explorar esas aplicaciones también", agregó Omenetto.


Bajo el agua & # 8230 lagos!

El fondo del lago, compuesto principalmente de mejillones.

Chico, tengo que decirte que me quedé boquiabierto cuando escuché este. Hay lagos reales, en el fondo de los océanos, especialmente en la región del Golfo de México, tienen sus propias costas y todo. El agua salada de estos lagos en realidad alberga una vida silvestre única, creando un entorno absolutamente asombroso. El hecho de que sean agua salada significa que tienen una salinidad extremadamente alta, mucho más que el resto del océano, lo que significa que por supuesto son más pesadas, por lo que se adhieren al fondo.

Piense en el fondo del océano, debajo de las olas, debajo de la luz. ¿Qué es lo primero que me viene a la mente? Para mí, es un ambiente frío y oscuro lleno de extraños calamares y peces con dientes afilados. Supongo que tu primera imagen es (y probablemente debería ser) otra cosa, ¡pero definitivamente no sería un lago submarino! Ni siquiera sabía que existía tal cosa hasta hace poco. Te digo que REALMENTE deberías mirar estos videos


Estos lagos se encuentran en charcos de salmuera, que se formaron durante el período Jurásico. Durante ese período, los lagos poco profundos del Golfo de México se secaron, como resultado de los movimientos tectónicos en un área rica en sal y quizás el calor general en el período Jurásico (hacía tanto calor que no había casquetes polares). Posteriormente, la capa salina de 8 km se cubrió con sedimentos y se conservó, convirtiéndose en un lago submarino.

Por supuesto, cantidades tan extremas de sal hacen que sea casi imposible vivir allí, pero como (casi) siempre, algunos extremófilos se adaptarán a las condiciones extremas. Tal es el caso de algunas bacterias, camarones o moluscos que lograron encontrar una forma de sobrevivir a partir del metano, que es bastante abundante en la zona. Las bacterias obtienen la energía necesaria a través de un proceso llamado quimiosíntesis y luego la transmiten a través de simbiosis, lo que significa que dependen solo de la energía química en lugar de la energía solar, como los otros ecosistemas de la Tierra.