Tienen órganos que funcionan esencialmente como células solares orgánicas
La naturaleza está llena de maestros del camuflaje. Desde el camaleón hasta la liebre ártica, el camuflaje natural es una común y poderosa forma de sobrevivir en la naturaleza. Pero hay un animal que puede sorprenderte con sus capacidades de camuflaje: el calamar.
Los calamares, al igual que sus parientes cefalópodos, los pulpos y las sepias, son capaces de cambiar de color en un abrir y cerrar de ojos y han utilizado su camuflaje natural para sobrevivir desde la era de los dinosaurios. Sin embargo, los científicos aún saben muy poco sobre cómo funciona todo esto.
Leila Deravi se propone cambiar eso.
Deravi, profesora asociado de química y biología química en la Universidad Northeastern, publicó recientemente un artículo que arroja nueva luz sobre cómo utilizan los calamares órganos que funcionan esencialmente como células solares orgánicas para ayudar a potenciar sus capacidades de camuflaje.
Deravi dice que es un gran avance en la forma en que los humanos comprenden a estos "animales supercargados", un avance que podría afectar la forma en que los humanos interactuamos con el mundo.
Deravi lleva mucho tiempo fascinada por los cefalópodos, en particular los calamares. Su grupo de diseño de biomateriales en Northeastern se centra en investigar cómo se camuflan estos animales, con el objetivo de utilizar esos mecanismos naturales para crear nuevos biomateriales.
Más recientemente, su laboratorio ha estado investigando una parte específica de la biología del calamar: los cromatóforos, que es donde se realizó el último descubrimiento.
Imagen derecha: Proceso de fabricación y caracterización de DSSC basados en gránulos cromatóforos. Crédito: Journal of Materials Chemistry C (2025). DOI: 10.1039/D4TC04333B
Los cromatóforos son órganos pigmentados que se encuentran por toda la piel del calamar. Tienen fibras musculares en el exterior que están llenas de neuronas, lo que permite al animal abrir y controlar neuromuscularmente estos sacos de pigmento en función de lo que haya en su entorno.
Junto con los iridóforos, que actúan como una especie de filtro fotográfico, añadiendo verdes y azules a los rojos, amarillos y marrones de los cromatóforos, le dan al calamar la capacidad de cambiar de color en cientos de milisegundos, distribuyendo el color por todo su cuerpo.
"Lograr que un objeto detecte los colores que lo rodean y los distribuya en cuestión de cientos de milisegundos es una auténtica locura", afirma Deravi. "No es algo fácil de hacer, especialmente en un sistema vivo que se encuentra bajo el agua".
Se creía que los cromatóforos eran un tipo de colorante que funcionaba de forma similar a los píxeles de una pantalla de televisión, pero Deravi descubrió que eran mucho más. Su última investigación revela que los cromatóforos son sensores de luz que ayudan a alimentar a los calamares y a su camuflaje natural.
"Puede ver cualquier luz que haya en el exterior y convertir esa luz en energía y luego recolectar esa energía para ayudar a distribuir el camuflaje", dice Deravi.
Para probar esta idea, Deravi y su equipo construyeron una célula solar alimentada por calamares. Utilizaron vidrio conductor, semiconductores, electrolitos y las nanopartículas pigmentadas de los cromatóforos extraídas de calamares disecados para crear un circuito. Al enfocar sobre el vidrio la luz solar simulada, activaron el circuito y midieron cuánta energía emitía.
"Descubrimos que cuanto más gránulos se introducen allí, mayor es la respuesta de la fotocorriente", dice Deravi. "Es una indicación directa de que las piezas del cromatóforo en realidad están convirtiendo en voltaje la luz simulada del sol, lo que puede completar el circuito y luego aprovecharse, potencialmente, para una fuente de energía en el animal".
Imagen: Rendimiento de los materiales basados en cromatóforos incorporados dentro del DSSC modificado.
El descubrimiento marca la primera vez que alguien ha establecido una conexión entre los cromatóforos de un cefalópodo y su capacidad para generar corriente.
Descubrir los secretos detrás del camuflaje de los cefalópodos tiene numerosas aplicaciones para los humanos. El laboratorio de Deravi ya ha utilizado sus hallazgos para diseñar sensores UV portátiles que pueden ayudar a prevenir el cáncer de piel y producir protectores solares más respetuosos con el medio ambiente y los seres humanos, como lo ha hecho Deravi con su empresa emergente, Seaspire.
Lo que resulta particularmente notable, dice, es la eficiencia de este sistema biológico. Los calamares son capaces de cambiar de color y distribuir ese cambio por todo su cuerpo mientras están bajo el agua, utilizando muy poca energía.
Comprender mejor cómo utilizan los calamares sus células solares orgánicas podría ayudar a un campo en auge como el de la electrónica portátil, en el que el tamaño, el peso y la distribución de la energía son preocupaciones constantes. El calamar podría ser la clave para desarrollar una verdadera "piel digital viviente", afirma.
"Si piensas en cosas totalmente portátiles, solo tienes que pensar en cómo hacerlas lo más favorables energéticamente posible para que sean totalmente interactivas con el entorno", dice Deravi. "Estamos tratando de descubrir cuál es el modelo que utiliza el animal para hacer esto y cómo eso se correlaciona también con la adaptación al medio ambiente".
El estudio se ha publicado en el Journal of Materials Chemistry C: Cephalopod chromatophores contain photosensitizing nanostructures that may facilitate light sensing and signaling in the skin
