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Los dientes excavadores del erizo de mar están diseñados para permanecer siempre afilados. Los erizos de mar cavan escondites en la caliza del lecho oceánico utilizando dientes que no pierden su filo.
Científicos israelíes han revelado ahora sus secretos, los cuales podrían dar a los ingenieros conocimientos para crear herramientas o partes mecánicas con filo permanente. Los erizos cavan agujeros adaptados a sus cuerpos globulares utilizando sus cinco dientes los cuales, como los de los roedores, se desgastan en la punta pero siguen creciendo en el otro extremo durante toda la vida de los animales.
La parte sorprendente, sin embargo, es que los dientes, los cuales necesitan ser más duros y fuertes que la caliza rocosa que excavan, están hechos casi enteramente de calcita la misma calcita que compone gran parte de la caliza.
¿Cómo es esto posible? En una serie de estudios extendiéndose durante más de una década, los profesores Steve Weiner y Lia Addadi del Departamento de Biología Estructural del Instituto Weizmann han descubierto que el secreto de los erizos está en una combinación de ingeniosas estrategias de diseño.
Los estudios más recientes, realizados con el becario postdoctoral Yurong Ma y la estudiante Yael Politi y en colaboración con la profesora Pupa Gilbert y la doctora Rebecca Metzler de la Universidad de Wisconsin, doctores Barbara Aichmayer, Oskar Paris y Peter Fratzl del Instituto Max Planck de Coloides e Interfases en Potsdam, Alemania, y el doctor Anders Meibom del Muséum National D’Histoire Naturelle en París, Francia, fueron reportados en el Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Estados Unidos.
Los científicos encontraron que los dientes de los erizos de mar contienen cristales de calcita de magnesio, los cuales son más pequeños, duros y densos que los de calcita pura; están concentrados en la punta afilada del diente, particularmente en el centro de la punta, donde se ejerce la mayor fuerza en el curso de la excavación. Lo que mantiene estos cristales en el centro de la punta es una matriz de cristales de calcita más grandes y blandos.
Mientras que en la mayoría de los materiales similares una matriz de fibras duras contiene un relleno más blando, sucede lo contrario para los dientes del erizo: una matriz de fibras de calcita relativamente blandas sostiene los cristales más duros de calcita de magnesio, lo cual permite que estos cristales se esparzan por toda la superficie del diente. La presencia de cristales de calcita de magnesio actúa como papel de lija, que ayuda a desbastar la roca.
En el estudio más reciente, los investigadores utilizaron espectromicroscopía de emisión de fotoelectrones de rayos X y otros métodos de imágenes de alta resolución para descubrir otra sorprendente característica estructural del diseño de los dientes del erizo de mar.
Ellos encontraron que todos los elementos cristalinos que componen el diente están alineados en dos formaciones diferentes, y que estas formaciones están ‘interdigitadas’ o entrelazadas como los dedos de dos manos plegadas, justo en la punta del diente donde ocurre la mayor parte del desgaste. Los científicos creen que el entrelazado produce un borde aserrado y con muescas, parecido al de la lima de un carpintero.
Este borde se afila a sí mismo, pues cuando el diente está siendo desgastado, las capas cristalinas se rompen en forma tal que el borde siempre permanece corrugado.
Fuente: www.latamisrael.com