Los ojos del camarón mantis perfectos para leer DVDs

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Escrito por Jesús

martes, 27 de octubre de 2009

Los ojos de los camarones mantis (Odontodactylus scyllarus - Odontodactylus latirostris) podrían inspirar a la siguiente generación de DVDs y CDs, según un nuevo estudio de la Universidad de Bristol, publicado en Nature Photonics.

Los camarones mantis estudiados se encuentran en la Gran Barrera de Coral en Australia. Estos crustaceos, también conocidos como galeras, tienen los sistemas de visión más compleja conocida por la ciencia. Pueden ver en doce colores (los humanos ven solo en tres) y pueden distinguir diferentes polarizaciones de luz.

Las especiales células sensibles a la luz de los ojos del camarón mantis actuan como láminas en un cuarto de onda - que puede girar en el plano de las oscilaciones (la polarización) de una onda de luz que viaja a través de él (complicada la explicación). Esta capacidad hace posible que los camarones mantis religiosa conviertan la luz polarizada linealmente a luz polarizada circularmente, y viceversa. Algunos mecanismos fabricados por el hombre, placas de ondas, realizan esta función esencial en CD y DVD, y en filtros polarizadores circulares para cámaras.

Sin embargo, estos dispositivos artificiales sólo tienden a funcionar bien para un color de la luz, mientras que el mecanismo natural en los ojos de la galera funciona casi perfectamente a través de todo el espectro visible -de casi ultravioleta a infrarrojo-.

Los científicos quieren imitar los ojos de las galeras para mejorar la óptica de polarización fabricada por los humanos.

El estudio sobre los ojos de estos crustáceos proporciona a los científicos un punto de partida para nuevos diseños y podría beneficiar a los futuros sistemas de almacenamiento de datos, como CD, DVD y proyectores de datos.

Las láminas de ondas son importantes componentes ópticos que se utilizan para cambiar la polarización de la luz y que se explotan en muchas formas de equipos ópticos.

El problema es la dificultad para diseñar láminas de ondas que trabajen con muchos colores diferentes de luz que correlacionan con diferentes longitudes de onda en vez de con único color.

Los científicos, dirigidos por Nicholas Roberts, descubrieron que las láminas de ondas en los ojos de las galeras tienen un elegante diseño que incluye un increíble nivel de acromaticidad, lo que significa que funcionan bien a todas las longitudes de onda visibles, desde el azul al rojo, algo que es complicado en los diseños humanos.

El Dr. Nicholas Roberts, autor principal del documento "La Fotónica de la Naturaleza (Nature Photonics)", dijo: "Nuestro trabajo revela, por primera vez el diseño único del mecanismo de la lámina de cuarto de onda en el ojo del camarón mantis. Realmente es excepcional, diferente a cualquier cosa que los seres humanos hayan sido capaces de crear hasta ahora."

Odontodactylus scyllarus (camarón mantis)

La lámina de onda está formada por los fotorreceptores del ojo del crustaceo, que contiene un denso conjunto de tubos con un diseño muy específico. El estudio revela que es precisamente esta geometría especializada y el material de los tubos lo que conduce al asombroso funcionamiento de la placa de ondas.

Los investigadores esperan que los diseños ópticos puedan ahora ser capaces de copiar el diseño para crear placas de ondas con un funcionamiento mucho mejor que el de las actuales.

Exactamente por qué el camarón mantis necesita tan exquisita sensibilidad a la luz polarizada circularmente no está claro. Sin embargo, la visión de la polarización es utilizado por los animales para la señalización sexual o la comunicación secreta, evitando la atención de otros animales, especialmente los depredadores. También podría ayudar en la búsqueda y captura de las presas por la mejora de la claridad de las imágenes bajo el agua. Si este mecanismo en el camarón mantis proporciona una ventaja evolutiva, sería fácilmente seleccionado, ya que sólo requiere pequeños cambios en las propiedades existentes de la célula en el ojo.

"Lo que es particularmente interesante es la manera sencilla y hermosa de hacerlo", continuó el Dr. Roberts. "Este mecanismo natural, compuesto de las membranas celulares enrolladas en tubos, supera a los diseños completamente sintéticos.

Esta no es la primera vez que los seres humanos han mirado al mundo natural para las nuevas ideas, por ejemplo, el ojo compuesto de la langosta recientemente inspiró el diseño de un detector de rayos X de un telescopio astronómico.

La investigación sobre los ojos del camarón mantis religiosa se llevó a cabo en la Universidad de Bristol, Escuela de Ciencias Biológicas, en colaboración con colegas de UMBC, EE.UU. y la Universidad de Queensland, Australia.

Enlace: Artículo original "Mantis shrimps could show us the way to a better DVD" Bristol University
Imágenes: Royy Caldwell, University of California, Berkeley

Ago más sobre el camarón mantis:

Camarones mantis (en inglés "Peacock Mantis Shrimp" - camarón mantis pavo real), es el término con el que en la acuariofilia se designan a los estomapodos, culinariamente más conocidos como galeras.

El nombre de camarones mantis se debe a la similitud de estos crustáceos con los insectos “mantis religiosa”.

Son animales realmente impresionantes, las más de 300 especies conocidas son activas depredadoras, con una fuerza sin igual en el reino animal; además poseen una extraordinaria visión.

Taxonómicamente su clasificación es la siguiente:

Phylum: Arthropoda | Subphylum: Branchiata (= Diantennata) | Clase: Crustacea | Subclase: Malacostraca | Orden: Stomapoda

Estos crustáceos se alejan del orden Decápoda (crustáceos de diez patas) al que pertenecen los crustáceos que suele haber en los tanques de los acuarios (gambas, camarones, langostas, cangrejos etc.).

Los camarones mantis son activos predadores, sus ojos facetados se encuentran sobre unos pedúnculos, los pueden mover independientemente uno del otro, y además son capaces de ver en tres dimensiones con un solo ojo, lo cual les aporta un campo de visión encomiable y una gran agudeza visual. Así pues la visión es la principal forma de localizar a la presa, que precede al paso a la acción, al fascinante ataque del camarón mantis.

Los camarones mantis poseen un segundo par de apéndices torácicos particularmente grandes, que habitualmente portan plegados, y que despliegan como arma letal a la hora de cazar. En función de la caza se diferencian en dos grandes grupos “smashers” o trituradores y “spearers” o lanzadores. Ambos esperan sus presas a la entrada de sus cuevas, de cuyas tareas de limpieza se ocupan constantemente siempre y cuando no estén cazando.

Los trituradores se alimentan fundamentalmente de cangrejos ermitaños, caracoles y otros moluscos provistos de concha. El segundo par de apéndices a los que hacíamos referencia poseen un punto agudo, al final del último segmento, con él pueden cortar tejidos como si de un cuchillo se tratara; en cambio es la base del segmento, la que posee un ensanchamiento, en forma de martillo (normalmente doblado) y es con este extremo con el que golpean las conchas de sus presas, siendo unos cuatro golpes suficientes para romper la concha; así pues usarán uno u otro en función de las necesidades.

Estudios llevados a cabo en California, demostraron que la fuerza del golpe de uno de estos camarones mantis es sólo sensiblemente menor al de... ¡una bala del calibre 22!

Las lanzadoras también se sirven de ese segundo par de patas raptoras para cazar a sus presas; en este caso poseen unos apéndices espinosos que clavan en sus presas antes de llevarlas a su cueva; las principales presas de estos animales son los peces. Suelen vivir en mar abierto, en fondos arenosos, por lo que muy raramente llegan al hobby.

Así pues, los camarones mantis, lejos de ser asesinos que atacan a todo bicho viviente, son eficaces predadores con una dieta bastante delimitada y en función de las cuales han evolucionado anatómicamente.

Bueno esta última es una opinión, porque en el siguiente vídeo de Discovery Channel se hacen esta pregunata acusatoria: ¿Qué se obtiene cuando se cruzan de un pavo real, una mantis religiosa y un camarón? ¡Un crustáceo asesino!