¿Por qué las perlas son simétricas

Un equipo de investigadores ha descubierto cómo las ostras y otros moluscos cultivan perlas simétricas. Este hallazgo podría ayudar a la construcción de nuevos materiales para paneles solares y naves espaciales.

Las ostras, mejillones y otros moluscos utilizan un proceso complejo para cultivar perlas.
Las ostras, mejillones y otros moluscos utilizan un proceso complejo para cultivar perlas.

Durante siglos, los investigadores han desconcertado sobre cómo en las ostras crecen perlas increíblemente simétricas y perfectamente redondas, alrededor de granos de arena de forma irregular o trozos de escombros. Ahora un equipo ha demostrado que las ostras, mejillones y otros moluscos utilizan un proceso complejo para cultivar las gemas, que sigue las reglas matemáticas que se ven en toda la naturaleza.

Las perlas se forman cuando un irritante queda atrapado dentro de un molusco, y el animal se protege construyendo capas lisas de minerales y proteínas, juntas se llaman nácar, a su alrededor

Las perlas se forman cuando un irritante queda atrapado dentro de un molusco, y el animal se protege construyendo capas lisas de minerales y proteínas, juntas se llaman nácar, a su alrededor. Cada nueva capa construida sobre este centro asimétrico se adapta precisamente a las que la preceden, suavizando las irregularidades para dar como resultado una perla redonda, según un estudio publicado el 19 de octubre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

"El nácar es este material increíblemente hermoso, iridiscente y brillante que vemos en el interior de algunas conchas marinas o en el exterior de las perlas", afirma Laura Otter, biogeoquímica de la Universidad Nacional de Australia en Canberra.

El crecimiento simétrico de una perla a medida que establece capas de nácar se basa en que el molusco equilibra dos capacidades básicas, según descubrieron Otter y sus colegas. Corrige las aberraciones de crecimiento que aparecen a medida que se forma la perla, evitando que esas variaciones se propaguen sobre las muchas capas de la perla. De lo contrario, la gema resultante estaría desequilibrada.

El crecimiento simétrico de una perla a medida que establece capas de nácar se basa en que el molusco equilibra dos capacidades básicas.
El crecimiento simétrico de una perla a medida que establece capas de nácar se basa en que el molusco equilibra dos capacidades básicas. Foto: IStock.

Además, el molusco modula el grosor de las capas de nácar, de modo que, si una capa es especialmente gruesa, las posteriores serán más delgadas en respuesta ello. Esto ayuda a la perla a mantener un grosor promedio similar en sus miles de capas para que se vea perfectamente redonda y uniforme. Sin ese ajuste constante, podría parecerse a una roca sedimentaria estratificada.

Los investigadores estudiaron perlas keshi recolectadas de ostras perlas Akoya (Pinctada imbricata fucata) en una granja de perlas costeras del este de Australia. Utilizaron una sierra de alambre de diamante para cortar las perlas en secciones transversales, luego pulieron y examinaron las gemas utilizando la espectroscopia Raman, una técnica no destructiva que les permitió caracterizar su estructura.

El ruido rosa

El análisis reveló que las fluctuaciones en los espesores de las capas de nácar exhiben un fenómeno llamado ruido 1/f, o ruido rosa, en el que los eventos que parecen ser aleatorios están realmente conectados.

La formación de capas de nácar de diferentes espesores puede parecer aleatoria, pero en realidad depende del grosor de las capas anteriores

En este caso, la formación de capas de nácar de diferentes espesores puede parecer aleatoria, pero en realidad depende del grosor de las capas anteriores. El mismo fenómeno está en funcionamiento en la actividad sísmica: el estruendo del suelo parece aleatorio, pero en realidad está conectado a la actividad sísmica reciente anterior.

Esta sección transversal de una perla keshi muestra que la gema redonda crece alrededor de un trozo deforme de escombros.
Esta sección transversal de una perla keshi muestra que la gema redonda crece alrededor de un trozo deforme de escombros. Foto: ScienceNews.

El ruido rosa también aparece en la música clásica e incluso cuando se monitorean los latidos del corazón y la actividad cerebral, indica el coautor Robert Hovden, científico e ingeniero de materiales de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Estos fenómenos "pertenecen a una clase universal de comportamiento y física", explica Hovden.

"Estas humildes criaturas están haciendo un material súper ligero y súper resistente mucho más fácil y mejor que nosotros con toda nuestra tecnología"

Esta es la primera vez que los investigadores han informado "que el nácar se autocura y cuando surge un defecto, se cura a sí mismo dentro de unas pocas capas, sin usar un andamiaje externo o una plantilla", señala Pupa Gilbert, un físico que estudia la biomineralización en la Universidad de Wisconsin-Madison que no participó en el estudio. "El nácar es un material aún más notable de lo que habíamos apreciado anteriormente".

Por su parte, Otten expone: "Estas humildes criaturas están haciendo un material súper ligero y súper resistente mucho más fácil y mejor que nosotros con toda nuestra tecnología". Hecho solo de calcio, carbonato y proteínas, el nácar es "3,000 veces más resistente que los materiales de los que está hecho".

Esta nueva comprensión de las perlas, agrega Hovden, podría inspirar "la próxima generación de súper materiales", como paneles solares más eficientes energéticamente o materiales resistentes al calor optimizados para su uso en naves espaciales.

Las conchas marinas han servido de inspiración para la creación de este nuevo material.

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