Por que o camarão limpador do Pacífico é tão insanamente branco

No oceano, o camarão limpador do Pacífico se destaca da multidão, com uma coloração branca vibrante em suas costas e suas antenas semelhantes a bigodes. Uma equipe internacional de cientistas revelou recentemente a intrincada engenharia biológica por trás desse branco brilhante, publicando suas descobertas na revista Nature Photonics.

Como o próprio nome sugere, o camarão limpador do Pacífico "limpa" os peixes, comendo parasitas e tecido morto de sua pele. A intensa coloração branca do crustáceo serve como um anúncio atraente, atraindo peixes para participar de seus serviços de zeladoria mutuamente benéficos.

A cor vibrante do camarão limpador do Pacífico é duplamente impressionante, considerando que se manifesta em um meio com deficiência de luz. A água limita muito a distância que as partículas de luz (fótons) podem viajar. Nos primeiros 10 metros, a água absorve mais de 50% da energia da luz visível. Além de 200 metros, raramente há luz significativa.

Os objetos aparecem brancos quando refletem toda a luz. Mas com menos partículas de luz para refletir no oceano, é difícil ter um branco tão brilhante. Isso significa que o que quer que esteja na cutícula (pele) do camarão limpador do Pacífico deve ser extremamente reflexivo.

Ele também deve ser extremamente refrativo - curvando a luz. A brancura brilhante requer que um objeto dobre a luz muito mais do que o meio em que existe. O ar não é muito refrativo, mas a água é. É por isso que quando você mergulha um objeto branco na água, sua cor fica opaca, quase parecendo cinza.

Para descobrir o funcionamento interno da cutícula branca do camarão limpador do Pacífico, a equipe de cientistas - liderada pelo Dr. Ben Palmer, professor assistente do Departamento de Química da Universidade Ben-Gurion do Negev, e seu aluno, Tali Lemcoff - utilizou crio -microscopia eletrônica de varredura. Isso envolveu o congelamento de tecidos brancos do camarão e, em seguida, explodi-los com feixes de elétrons focalizados. O bombardeio produz sinais ao interagir com átomos na amostra que podem ser destilados em uma imagem em nanoescala notavelmente nítida.

O que eles viram nessas imagens foi uma bioengenharia verdadeiramente notável. Embaladas dentro das células do camarão estavam partículas esféricas de cerca de 300 nanômetros de largura, cada uma contendo pilhas de moléculas organizadas em raios quase como uma bicicleta. O posicionamento supera um fenômeno chamado aglomeração óptica, em que a refletância da luz cai quando as estruturas de dispersão da luz são compactadas com muita densidade. Se você estiver tentando espalhar a luz (criando assim o branco), é difícil conceber um design mais eficiente.

"O camarão superou um obstáculo aparentemente fundamental na óptica criando partículas com este arranjo especial de moléculas", disse o Dr. Palmer em um comunicado. "Agora a questão é: como podemos replicar esse efeito para criar novos materiais que poderíamos usar como aditivos alimentares em pão branco ou em tinta branca e outras aplicações?"

Palmer prevê a substituição do dióxido de titânio, um agente clareador, por um composto orgânico inspirado no camarão limpador do Pacífico. O dióxido de titânio é usado em uma variedade de produtos alimentícios, bem como em cosméticos e tintas. Em agosto de 2022, foi banido da União Europeia devido a preocupações de que poderia causar câncer, mas o FDA ainda o permite nos EUA. Evidências científicas sugerem que o dióxido de titânio não causa danos nas quantidades extremamente baixas em que é utilizado.

Diederik S. Wiersma, um físico especializado em espectroscopia da Universidade de Florença, ofereceu outro uso potencial em um ponto de vista divulgado juntamente com o estudo recente.

"Poderíamos imaginar o desenvolvimento de um novo protetor solar para humanos que protege a pele da radiação ultravioleta enquanto proporciona um agradável efeito de resfriamento."