Trazan la historia evolutiva de la iridiscencia en los gorgojos

Dibujo20130712 Weevils have a variety of photonic crystals in their scales for generating bright colors

Un estudio de los cristales fotónicos responsables de la iridiscencia de los gorgojos y picudos, la familia de coleópteros llamados curculiónidos (Curculionidae), indica que estas nanoestructuras cristalinas (ópalos) comparten un origen evolutivo común. La quitina, componente principal del exoesqueleto de los insectos, adopta estructuras cristalinas que han sido caracterizadas con un sincrotrón de rayos X de alta energía y mediante el microscopio electrónico de barrido. El análisis genético ha mostrado una buena  correlación entre estas estructuras cristalinas y el ADN de los gorgojos, lo que ha permitido inferir que “evolucionaron a partir de un “ancestro” común.” Se especula que durante el desarrollo, las membranas internas en las escamas se auto-ensamblan de diferentes formas actuando como andamios temporales para la deposición de la quitina. Este tipo de auto-organización espontánea reviste mucho interés aplicado en ciencia de materiales para el desarrollo de nuevos materiales fotónicos que sean biodegradables y que eviten los problemas de toxicidad de los polímeros (plásticos) usados en la actualidad. Nos lo cuenta Elizabeth Pennisi, “Diverse Crystals Account for Beetle Sheen,” Science 341: 120, 12 Jul 2013, que se hace eco de una ponencia en el último congreso Evolution 2013.

La iridiscencia es el resultado de la microestructura del caparazón de los gorgojos que refleja la luz con diferentes colores en función del ángulo de visión. Se llama cristal fotónico a los cristales con microestructura en la escala de la longitud de onda de la luz visible. ¿Cómo es posible que la evolución (que afecta al ADN) haya dado lugar a la microestructura de estos cristales en diferentes gorgojos? Se cree que la clave está en el autoensamblado durante el desarrollo del exoesqueleto. Se desarrollan ciertas membranas que dejan un cierto número de huecos; más tarde se rellenan estos huecos y las membranas con quitina, formándose la microestructura responsable de los colores reflejados. Esta hipótesis deberá ser verificada con estudios embrionarios específicos.

4 pensamientos en “Trazan la historia evolutiva de la iridiscencia en los gorgojos

    • Daniel, ya los hay, con muy pocos bits. En realidad no se sabe cuál será la mejor tecnología. Los sistemas optoelectrónicos creo que serán sustituidos por sistemas completamente ópticos basados en cristales fotónicos. Pero los ordenadores no creo que vayan a ser “fotónicos” algún día (repito, salvo en laboratorio y “toy computers”).

      • Francis

        Cual crees que va a ser el sistema que va a reemplazar a las computadoras de semiconductores de silico?

      • Juan, no lo sé.

        ¿Los ordenadores del futuro estarán basados en transistores similares a los actuales? En dicho caso habrá una tecnología de transición compatible con la del silicio, como el grafeno, que podría acabar evolucionando hasta ser su reemplazo.

        Hay que recordar que la idea de integrar cada día más transistores por centímetro cuadrado tiene el gran problema de la disipación y que mucha gente cree que el futuro requiere un cambio radical en el que el transistor desaparezca y un nuevo dispositivo (que disipe mucho menos calor) le sustituya.

        La tecnología de reemplazo tiene que ser tan fácil de fabricar como la del silicio y debe requerir un reemplazo gradual en las fábricas respecto a la tecnología de transición que acabe siendo más popular (todavía no hemos llegado a esta fase, luego es difícil ver más allá).

        A mí me gustan las tecnologías basadas en nanohilos que se cruzan (como los que usó HP para implementar sus memristores), pero el tema de la disipación de calor no es resuelto de forma adecuada. Hay muchos nanomateriales que se están estudiando con este fin pero para la mayoría la transición desde el laboratorio a la fábrica es difícil. Por ello, ahora mismo es muy difícil de predecir el futuro.

        No sé qué más decir.

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