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Apr 19, 2023

Perché i gamberetti più puliti del Pacifico sono così follemente bianchi

In the ocean, the Pacific cleaner shrimp stands out from the crowd, with

Nell'oceano, il gambero pulitore del Pacifico si distingue dalla massa, con la vivace colorazione bianca sul dorso e le sue antenne simili a baffi. Un team internazionale di scienziati ha recentemente rivelato la complessa ingegneria biologica dietro questo bianco brillante, pubblicando le sue scoperte sulla rivista Nature Photonics.

Come suggerisce il nome, il gambero pulitore del Pacifico "pulisce" i pesci, mangiando parassiti e tessuti morti dalla loro pelle. L'intensa colorazione bianca del crostaceo funge da pubblicità accattivante, attirando i pesci a partecipare ai suoi servizi di pulizia reciprocamente vantaggiosi.

Il colore vibrante dei gamberetti pulitori del Pacifico è doppiamente impressionante considerando che si manifesta in un ambiente con problemi di luce. L’acqua limita notevolmente la distanza che le particelle di luce (fotoni) possono percorrere. Entro i primi 10 metri l’acqua assorbe più del 50% dell’energia luminosa visibile. Oltre i 200 metri raramente c'è luce significativa.

Gli oggetti appaiono bianchi quando riflettono tutta la luce. Ma con meno particelle di luce da riflettere nell’oceano, è difficile ottenere un bianco così brillante. Ciò significa che qualunque cosa si trovi nella cuticola (pelle) dei gamberetti pulitori del Pacifico deve essere estremamente riflettente.

Deve anche essere estremamente rifrangente: deviare la luce. Il candore brillante richiede che un oggetto pieghi la luce molto più del mezzo in cui esiste. L'aria non è molto rifrangente, ma l'acqua lo è. Ecco perché quando si immerge un oggetto bianco nell'acqua, il suo colore si spegne, apparendo quasi grigio.

Per scoprire il funzionamento interno della cuticola bianca dei gamberetti pulitori del Pacifico, il team di scienziati, guidato dal dottor Ben Palmer, professore assistente presso il Dipartimento di Chimica dell'Università Ben-Gurion del Negev, e dalla sua studentessa Tali Lemcoff, ha utilizzato la crioterapia -microscopia elettronica a scansione. Ciò ha comportato il congelamento dei tessuti bianchi dei gamberetti e la loro successiva esplosione con fasci di elettroni focalizzati. Il bombardamento produce segnali dopo l'interazione con gli atomi nel campione che possono essere distillati in un'immagine su scala nanometrica straordinariamente nitida.

Ciò che hanno visto in quelle immagini era una bioingegneria davvero notevole. All'interno delle cellule dei gamberetti erano racchiuse particelle sferiche larghe circa 300 nanometri, ciascuna contenente pile di molecole organizzate a raggi quasi come una bicicletta. Il posizionamento supera un fenomeno chiamato affollamento ottico, in cui la riflessione della luce diminuisce quando le strutture di diffusione della luce sono troppo fitte. Se si stesse cercando di diffondere la luce (creando così il bianco), sarebbe difficile concepire un design più efficiente.

"Il gamberetto ha superato un ostacolo apparentemente fondamentale nel campo dell'ottica creando particelle con questa speciale disposizione di molecole", ha affermato il dottor Palmer in una nota. "Ora la domanda è: come possiamo replicare questo effetto per creare nuovi materiali che potremmo usare come additivi alimentari nel pane bianco, o nella vernice bianca e in altre applicazioni?"

Palmer prevede di sostituire il biossido di titanio, un agente sbiancante, con un composto organico ispirato ai gamberetti più puliti del Pacifico. Il biossido di titanio viene utilizzato in una vasta gamma di prodotti alimentari, nonché in cosmetici e vernici. Nell'agosto 2022, è stato vietato nell'Unione Europea per il timore che potesse causare il cancro, ma la FDA lo consente ancora negli Stati Uniti. Le prove scientifiche suggeriscono che il biossido di titanio non presenta alcun danno alle quantità estremamente basse a cui viene utilizzato.

Diederik S. Wiersma, fisico specializzato in spettroscopia presso l'Università di Firenze, ha offerto un altro potenziale utilizzo in un punto di vista pubblicato insieme al recente studio.

"Si potrebbe immaginare di sviluppare una nuova crema solare per l'uomo che protegga la pelle dai raggi UV fornendo allo stesso tempo un piacevole effetto rinfrescante."