Robustez animal gracias a la presencia de metal en el cuerpo

La ciencia-ficción ha descrito seres vivos cuya composición parcialmente metálica les hace muy fuertes. Ahora, una investigación en el mundo real ha revelado el caso de una especie cuyas mandíbulas asombrosamente poderosas se benefician de la presencia de metal en su composición.

Los poliquetos son muy comunes en muchas zonas marítimas, y han poblado los océanos durante cientos de millones de años. Sin embargo, solo ahora se ha descifrado una de sus características especiales: sus mandíbulas están hechas parcialmente de un ingrediente metálico muy estable, y el secreto de esta estabilidad puede explicarse ahora gracias a unos experimentos realizados en la Universidad Tecnológica de Viena (TU Wien) en Austria, en colaboración con los Laboratorios Max Perutz de Austria.

Los átomos metálicos, que se incorporan a la estructura proteica del material, desempeñan un papel decisivo en la robustez. Hacen que el material sea duro y flexible al mismo tiempo, como sucede con los metales ordinarios.

Los materiales de los que están hechos los vertebrados están bien investigados. Los huesos, por ejemplo, tienen una estructura muy jerárquica: hay partes orgánicas y minerales, estructuras diminutas que se combinan para formar estructuras más grandes, que a su vez forman estructuras aún más grandes.

Con los poliquetos es diferente. Sus mandíbulas son extremadamente fuertes e irrompibles, pero no contienen gránulos minerales como los huesos de los vertebrados. En vez de eso, contienen metales. Por supuesto, esto no tiene nada que ver con los objetos de metal puro, como los dientes de oro o las caderas artificiales de titanio; el animal utiliza metales como el magnesio o el zinc en forma de átomos individuales que se incorporan a una estructura proteica. La manera en que se distribuyen es fundamental para lograr la robustez.

Así lo ha comprobado el equipo integrado, entre otros, por Christian Hellmich (TU Wien) y Florian Raible (Laboratorios Max Perutz).

Mandíbula de poliqueto. (Imagen: Kyojiro Ikeda / Universität Wien)

Esta llamativa configuración metálica se originó, al parecer, hace unos 500 millones de años, en antepasados de los poliquetos. El que se haya conservado durante tanto tiempo a través de la historia evolutiva da fe de lo muy útil que ha sido para los animales que la han poseído.

Los iones metálicos se incorporan directamente a las cadenas proteicas y aseguran que las diferentes cadenas proteicas se mantengan unidas. De este modo, los poliquetos pueden producir formas tridimensionales a partir de una matriz proteica especialmente estable.

Al mismo tiempo, esta estructura también permite la deformación: Cuando se ejerce una fuerza externa sobre el material, las cadenas proteicas pueden deslizarse unas sobre otras. El material permite deformaciones elastoplásticas, en vez de ser frágil y quebradizo.

Mientras que los metales fabricados industrialmente solo pueden producirse utilizando una gran cantidad de energía, los poliquetos logran una hazaña similar de una manera mucho más eficiente. "La biología podría servir de inspiración aquí, para fabricar tipos de materiales completamente nuevos", espera Hellmich. "Tal vez incluso sea posible producir materiales de alto rendimiento, mediante mecanismos biológicos y de modo mucho más eficiente y respetuoso con el medio ambiente de lo que conseguimos hoy". (Fuente: NCYT de Amazings)