Los cristales fotónicos y el cambio de color de los camaleones

Los cristales fotónicos podrían ser responsables de los rápidos cambios de color de los camaleones. Al menos el camaleón pantera (Furcifer pardalis) cambia de color gracias a una red activa de nanocristales de guanina en la superficie de los iridóforos de su piel. Así lo indica un estudio basado en microscopia, videografía fotométrica y simulación por ordenador mediante de cristales fotónicos.

Un cristal fotónico es un material microestructurado (a veces nanoestructurado) cuyo índice de refracción (efectivo) varía de forma periódica en el espacio y/o el tiempo. En cierto sentido son los equivalentes ópticos a los materiales cristalinos pues interaccionan con los fotones de manera similar a como lo hacen los electrones en estos últimos. Los ópalos, las alas de algunas mariposas, las diatomeas y muchos otros sistemas naturales se comportan como cristales fotónicos. Los físicos Eli Yablonovitch y Sajeev John son firmes candidatos al Premio Nobel por haber introducido el concepto de cristales fotónicos en 1987.

Toda una agradable sorpresa que los camaleones presenten cristales fotónicos en su piel. El artículo es Jérémie Teyssier et al., “Photonic crystals cause active colour change in chameleons,” Nature Communications 6: 6368, 10 Mar 2015, doi: 10.1038/ncomms7368.

Los cromatóforos son las células con pigmentos que se encuentran en muchos seres vivos. Los iridóforos son los comatóforos cuyos pigmentos son iridiscentes. Los iridóforos de los camaleones se dividen en dos tipos los superficiales, S-iridóforos, cercanos a la epidermis, y los profundos, D-iridóforos, en la dermis interior. Los S-iridóforos son responsables de los cambios rápidos de color en el espectro visible y tienen la estructura de una red triangular de nanocristales de guanina. Los D-iridóforos reflejan sobre todo la luz del infrarrojo cercano (700–1400 nm), siendo su misión regular la temperatura bajo una radiacióin solar intensa.

Los machos del camaleón pantera de Madagascar presentan tonos de color verdosos cuando están relajados que se vuelven rojizos cuando están excitados. Esta figura (parte izquierda) muestra la evolución del cambio de color en el diagrama de cromaticidad de la CIE. En la parte derecha de la figura se muestra la red de los nanocristales de guanina de los S-iridóforos cuyo diámetro es de 127,4 ± 17,8 nm (la barra de la escala en blanco tiene un tamaño de 200 nm). Los D-iridóforos contienen cristales de guanina de mayor tamaño (longitud 200–600 nm, altura 90–150 nm) en una distribución más desorganizada. Los cristales tienen un índice de refracción de 1,83 mientras que el del citoplasma de los iridóforos es de 1,33.

Los cambios de color han sido registrados in vivo mediante vídeos de alta resolución (obtenidos con cámaras especiales para fotometría RGB que permiten un registro preciso de los colores). Los resultados obtenidos han sido confirmados ex vivo usando muestras en laboratorio. Finalmente, se han usado simulaciones por ordenador.

Los autores del estudio han observado al microscopio los iridóforos de la piel de otras especies de camaleones y de geckos observando cristales fotónicos similares. Por supuesto, serán necesarios futuros estudios que confirmen el papel de los cristales fotónicos en estos animales. Pero el nuevo estudio es muy sugerente (sobre todo para los que hemos estudiado cristales fotónicos, aunque sea en fibras ópticas estrechadas).

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
Esta entrada fue publicada en Noticias Generales y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s