Los antiguos gusanos marinos tenían mandíbulas hechas de un misterioso biometal, según los científicos

" Este hallazgo desafía la comprensión convencional de los materiales biológicos y abre nuevas vías en el estudio de los biomateriales naturales. La investigación, publicada en Biophysics Reviews, fue realizada por un equipo de la TU Wien (Universidad Tecnológica de Viena) y la Universidad de Viena, que analizó la estructura y el comportamiento mecánico de las partes bucales del gusano. El estudio se centró en el gusano de cerdas depredador, que utiliza sus mandíbulas para cazar y consumir presas. A diferencia de los tejidos biológicos típicos como el hueso o el cartílago, las mandíbulas de Perinereis cultrifera combinan proteínas estructurales con iones metálicos, creando un material compuesto que es a la vez duro y resistente.

Para investigar las propiedades mecánicas de las mandíbulas, el equipo empleó un método conocido como nanoindentación, que consiste en usar una sonda microscópica para aplicar presión al material y medir la cantidad de fuerza requerida para crear una abolladura.

El análisis químico y las imágenes detalladas revelaron además que los iones metálicos se concentran principalmente en las puntas de las mandíbulas, mientras que su presencia disminuye hacia el centro. Esta distribución sugiere que las puntas están específicamente reforzadas para soportar las fuerzas ejercidas durante la alimentación, proporcionando al gusano un mecanismo de mordedura más efectivo y duradero. Los investigadores también exploraron cómo responden las mandíbulas a diferentes niveles de profundidad de hendidura. A profundidades más bajas, observaron un fenómeno conocido como el efecto de tamaño de nanoindentación Nix, Gao, típicamente asociado con metales tradicionales como el cobre y la plata.

Este efecto indica que las áreas más pequeñas de un material tienden a resistir la deformación de manera más efectiva que las más grandes. En las mandíbulas de los gusanos, esto significaba que las respuestas de estrés localizadas se volvieron más pronunciadas en puntos de hendidura más pequeños, lo que sugiere que la estructura interna del material permite un mayor entrelazamiento de defectos, mejorando su resistencia a la deformación.

Por ejemplo, la interacción entre iones metálicos y proteínas crea un sistema dinámico que se adapta al estrés de maneras distintas a los materiales inorgánicos. Esta adaptabilidad podría proporcionar información sobre el desarrollo de materiales biomiméticos avanzados con aplicaciones en ingeniería y medicina. El descubrimiento de biometálicos en Perinereis cultrifera subraya la complejidad de los materiales naturales y el potencial de los sistemas biológicos para inspirar innovaciones tecnológicas. Los científicos ahora buscan explorar si existen mecanismos similares en otros organismos, lo que podría conducir a avances en la ciencia de los materiales y la biotecnología.

Los hallazgos sugieren que la naturaleza ha desarrollado soluciones sofisticadas para los desafíos mecánicos, ofreciendo valiosas lecciones para los materiales hechos por el hombre.