Los científicos descubren cuán duros son los tiburones. Lo han hecho con un microscopio
Estos animales poseen una arquitectura biológica tan sofisticada como resistente
Los tiburones llevan más de 450 millones de años surcando los océanos y lo hacen con un diseño estructural que la evolución ha ido mejorando sin ningún tipo de prisa. A diferencia de los vertebrados, estos animales marinos poseen un esqueleto de cartílago mineralizado, que combina ligereza, flexibilidad y resistencia. Y ahora, además, podemos ver su interior con impresionante detalle.
El secreto microscópico del esqueleto de los tiburones
Un reciente estudio publicado en la revista científica ACS Nano y liderado por investigadores de la Universidad Atlántica de Florida, en colaboración con el acelerador de electrones DESY y el Servicio Nacional de Pesca Marina de Estados Unidos, ha analizado vértebras del tiburón de puntas negras, conocido científicamente como Carcharhinus limbatus, a través de nanotomografías por rayos X con un sincrotrón.
Esa avanzada técnica de imagen 3D ha permitido descubrir dos regiones diferenciadas dentro del cartílago mineralizado de esta especie de tiburón, conocida por sus acrobacias marinas y su velocidad punta de hasta 32 km/h. Esas regiones, conocidas como corpus calcareum e intermediale, están compuestas tanto por colágeno como por cristales de bioapatita, el mismo mineral que está presente en nuestros huesos.
El estudio, además, ha desvelado que en ambas zonas, existen estructuras porosas reforzadas con pilares microscópicos, que actúan como una especie de amortiguadores naturales ante las tensiones del movimiento continuo. Entre lo más llamativo que ha sido descubierto, a nivel nanoscópico, los científicos han hallado que las fibras de colágeno se disponen en espirales entrelazadas, que están diseñadas para resistir la propagación de fracturas. Si existe presión, la fibras redistribuyen las cargas de manera eficiente.
Vivian Merk, autora principal del estudio, destaca en el comunicado publicado por la Universidad Atlántica de Florida que "los tiburones son un ejemplo notable (de esqueletos resistentes)". Además, añade que "sus espinas reforzadas con minerales funcionan como resortes, flexionándose y almacenando energía mientras nadan. Al aprender cómo construyen esqueletos tan resistentes y adaptables, esperamos inspirar el diseño de materiales de próxima generación".
Los investigadores, en sus pruebas, aplicaron presión a microfragmentos vertebrales y observaron una deformación mínima de menos de una micra tras el primer ensayo. Las fracturas solo aparecieron tras el segundo ensayo y lo hicieron de manera contenida, lo que indica que su diseño natural está ideado para resistir sin colapsar.
Entre las aplicaciones que podrían abrirse en ingeniería de materiales, podemos hablar de implantes médicos o equipos resistentes a impactos. La doctora Marianne Porter, coautora del estudio, afirma que "después de cientos de millones de años de evolución, ahora finalmente podemos ver cómo funciona el cartílago de tiburón a escala nanométrica y aprender de ellos".
Este proyecto, que ha contado con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y del Departamento de Defensa, tiene detrás a un equipo multidisciplinar de biólogos, ingenieros y químicos con un objetivo común: aprender de la evolución para poder diseñar nuestro futuro. Y es que lo que ha construido la naturaleza, puede ser de gran utilidad para la humanidad.