Investigadores de la Universidad de Yale en colaboración con la Universidad Nacional de Singapure (Yale-NUS College) y la Universidad de Friburgo en Suiza, han descubierto un nuevo mecanismo de generación de color en la naturaleza, que si se aprovecha, tiene el potencial de crear cosméticos y pinturas con matices más puros y vívidos, pueden fabricar pantallas que proyectan el mismo color cuando se ve desde cualquier ángulo, e incluso podrían reducir la pérdida de señal en fibras ópticas.
El Dr. Vinodkumar Saranathan, profesor asistente de Ciencias (Ciencias de la Vida) dirigió el estudio con el Dr. Bodo D. Wilts del Instituto Adolphe Merkle de la Universidad de Friburgo.
Saranathan examinó los patrones de colores del arcoíris en los élitros (envolturas de las alas) de un insecto propio de las Filipinas, Pachyrrhynchus congestus pavonius (gorgojo del arcoíris), utilizando rayos X de alta energía, mientras que el Dr. Wilts realizó el escaneo detallado con un microscopio electrónico de barrido y el modelado óptico.
Foto: Crooked Beak Workshop
Descubrieron que para producir la paleta de colores del arco, el gorgojo utilizaba un mecanismo de generación de color que hasta ahora solo se encuentra en calamares, sepias y pulpos, que son famosos por su camuflaje (cambio de color de modo que se asemeje al sitio donde está). El estudio fue publicado en la revista Small.
P. c. Pavonius, o gorgojo “arcoíris”, es distintivo por sus manchas de colores del arcoíris en su tórax y élitros. Estas manchas se componen de escamas casi circulares dispuestas en anillos concéntricos de diferentes tonos, que van del azul en el centro al rojo en el exterior, al igual que un arco iris. Si bien muchos insectos tienen la capacidad de producir uno o dos colores, es raro que un solo insecto pueda producir un espectro de colores tan amplio. Los investigadores están interesados en descubrir el mecanismo detrás de la formación natural de estas estructuras generadoras de color, ya que la tecnología actual es incapaz de sintetizar estructuras de este tamaño.
“El objetivo final de la investigación en este campo es descubrir cómo en el gorgojo se forman estas estructuras, porque con nuestra tecnología actual no podemos hacerlo”, dijo el Dr. Saranathan. “La capacidad de producir estas estructuras, que son capaces de proporcionar una alta fidelidad de color, independientemente del ángulo desde el que se mire, tendrá aplicaciones en cualquier industria que se ocupe de la producción de color. Podemos utilizar estas estructuras en cosméticos y otras pigmentaciones para garantizar tonos de alta fidelidad o en pantallas digitales, en su teléfono o tableta, que permitirán verlo independientemente del ángulo y sin distorsión de color. Incluso podemos usarlos para hacer un revestimiento reflectante de fibras ópticas para minimizar la pérdida de señal durante la transmisión”.
Descubrieron que los vibrantes colores del arco iris en las escamas de este gorgojo están determinados por dos factores: el tamaño de la estructura cristalina que compone cada escala, así como el volumen de quitina utilizado para formar la estructura cristalina. Las escamas más grandes tienen una estructura cristalina más grande y usan un volumen mayor de quitina para reflejar la luz roja; las escamas más pequeñas tienen una estructura cristalina más pequeña y usan un volumen más pequeño de quitina para reflejar la luz azul.
Según el Dr. Saranathan, que anteriormente examinó más de 100 especies de insectos y arañas y catalogó sus mecanismos de generación de color. Esta capacidad de controlar simultáneamente factores de tamaño y volumen para ajustar el color producido nunca antes se había demostrado en insectos, y dado su complejidad, es bastante notable. “Es diferente de la estrategia habitual empleada por la naturaleza para producir diferentes matices en el mismo animal, donde las estructuras de quitina son de tamaño y volumen fijos, y se generan diferentes colores al orientar la estructura en diferentes ángulos, lo que refleja diferentes longitudes de onda de luz”, explicó.