Esta extraña criatura tiene dientes de hierro

Se trata de un quitón gigante, un gran molusco que posee un mineral nunca visto antes en un organismo vivo.

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Jerry Kirkhart.

¿Dientes de hierro? Con el insólito apodo de “pastel de carne errante", un molusco marrón rojizo que se encuentra a lo largo de las costas rocosas, presenta unos dientes duros y magnéticos visto solo en las rocas y no en un organismo vivo. Este ha sido el hallazgo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences en el que examinaron al quitón gigante del Pacífico (Cryptochiton stelleri), el quitón más grande del mundo, alcanzando hasta aproximadamente 35 centímetros de largo.

Está equipado con varias docenas de hileras de dientes en un apéndice delgado, flexible y parecido a una lengua que utiliza para raspar las rocas. Los investigadores de la Universidad de Northwestern (EE. UU.) han descubierto que esos dientes están cubiertos de magnetita, el biomineral más duro y rígido conocido hasta la fecha: es hasta tres veces más duro que el esmalte humano y las conchas de moluscos.

“Este mineral solo se ha observado en muestras geológicas en cantidades muy pequeñas y nunca antes se había visto en un contexto biológico”, aclara Derk Joester de Northwestern, autor principal del estudio. “Tiene un alto contenido de agua, lo que lo hace fuerte con baja densidad. Creemos que esto podría endurecer los dientes sin agregar mucho peso”.

Los expertos examinaron un diente de Cryptochiton stelleri, usando la espectroscopía de sincrotrón Mössbauer de la Fuente de Fotones Avanzados del Laboratorio Nacional Argonne, así como microscopía electrónica de transmisión en la Universidad Northwestern Atomic y Centro de Experimentación y Caracterización a Nanoescala (NUANCE). Encontraron santabarbaraíta dispersa por todo el estilete superior del quitón, una estructura larga y hueca que conecta la cabeza del diente con la membrana flexible de la rádula. La santabarbaraíta es un mineral duro pero posee menos hierro y más agua que la magnetita, lo que hace que sea menos denso.

 

 

 

"Es un material resistente compuesto de nanopartículas extremadamente pequeñas en una matriz fibrosa hecha de biomacromoléculas, similar a los huesos de nuestro cuerpo", comentan los autores.

Estas nanopartículas ayudan a que las bases de los dientes varíen en dureza y rigidez en al menos un factor de dos en distancias de solo varios cientos de micrómetros, unas pocas veces el ancho promedio de un cabello humano

Este hallazgo ayuda a comprender cómo absolutamente todo el diente del animal está diseñado para soportar la masticación de rocas para alimentarse. Basándose en los minerales que se encuentran en los dientes de quitón, los investigadores desarrollaron una tinta de inspiración biológica para la impresión 3D de materiales ultraduros, rígidos y duraderos. La tinta incluye hierro y fosfato mezclados en una sustancia natural producida por el quitón. Cuando la tinta se seca, crea un material rígido.


"Llevamos fascinados con el quitón durante mucho tiempo", explica Joester. "Las estructuras mecánicas son tan buenas como su eslabón más débil, por lo que es interesante aprender cómo el quitón resuelve el problema de ingeniería de cómo conectar su diente ultraduro a una estructura subyacente blanda. "Esto sigue siendo un desafío importante en la fabricación moderna, por lo que buscamos organismos como el quitón para comprender cómo se hace esto en la naturaleza, que ha tenido un tiempo de espera de un par de cientos de millones de años para desarrollarse".


"Podemos seguir aprendiendo y desarrollando materiales inspirados en el quitón, que conecta los dientes ultraduros con una rádula blanda", concluyen los expertos. De hecho, estos compuestos podrían emplearse en robótica blanda, para llegar allá donde los robots convencionales no pueden llegar debido a sus partes duras.

 

 

Referencia: Linus Stegbauer et al. 2021. Persistent polyamorphism in the chiton tooth: From a new biomaterial to inks for additive manufacturing. PNAS, in press; doi: 10.1073/pnas.202016011

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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