Nudibrânquios revelam cores estruturais feitas de nanocristais de guanina

Os nudibrânquios são as verdadeiras joias do mundo subaquático.

E isso não é apenas uma metáfora bonita: cientistas descobriram agora que as cores vibrantes desses “lesmas-do-mar fashionistas” são, de fato, formadas por milhares de cristais minúsculos incrustados na pele.

Por muito tempo, biólogos presumiram que as combinações chamativas exibidas pelos nudibrânquios surgiam de pigmentos - do mesmo modo que, por exemplo, o bico de um tucano concentra vários tons.

Só que o pesquisador Samuel Humphrey, do Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, vinha de uma formação em ciência de materiais, não em biologia, e suspeitava que esses moluscos multicoloridos escondiam bem mais do que parecia à primeira vista.

Ao examinar com mais detalhe seis espécies diferentes de nudibrânquios, Humphrey e seus colaboradores confirmaram que os pigmentos não são as únicas “tintas” na paleta de um nudibrânquio.

“Ficamos surpresos ao descobrir que os nudibrânquios usam cores estruturais”, afirma Humphrey.

“Com esse mecanismo elegante de geração de cor, esses animais belíssimos conseguem produzir uma variedade impressionante de cores a partir de um único material.”

Pigmentos e cor estrutural: duas formas de produzir cor

A cor estrutural é um efeito causado pela reflexão da luz em estruturas microscópicas de um material. Ela aparece em insetos, camaleões, plantas, algas marinhas e até em manchas de óleo e bolhas.

Já os pigmentos geram cor ao absorver certos comprimentos de onda da luz e refletir outros, de acordo com a composição química do material - e não com a sua estrutura.

Ainda assim, muitos efeitos visuais marcantes surgem justamente da combinação de pigmento com cor estrutural.

A cauda de um pavão-macho, por exemplo, tem pigmentação marrom, mas, por causa da interferência da luz com estruturas microscópicas das penas, enxergamos azuis, verdes e roxos iridescentes - intensificados pela base marrom mais opaca.

Nanocristais de guanina na pele dos nudibrânquios

Nos nudibrânquios, descobriu-se que a cor estrutural é produzida principalmente por nanocristais de moléculas de guanina. O arranjo desses cristais - assim como o comprimento e os ângulos que eles formam - define a cor específica observada na pele do nudibrânquio.

Em geral, porém, a cor estrutural costuma estar ligada à iridescência, como o brilho cintilante de uma asa de borboleta ou o reluzir de um tentáculo de água-viva.

Por que as marcas parecem foscas, planas e fortes

Um dos motivos pelos quais é tão inesperado que nudibrânquios usem cor estrutural é que suas marcas, muitas vezes, parecem foscas, planas e bem definidas - características que normalmente associamos à coloração por pigmentos.

A equipe de Humphrey também encontrou uma explicação para isso.

Na pele do nudibrânquio, os nanocristais de guanina ficam empilhados em camadas dentro de “píxeis” individuais espalhados pela superfície.

Se todos os cristais dentro desses píxeis estivessem organizados de modo perfeito e fossem exatamente idênticos, o resultado visual seria iridescente. No entanto, uma certa aleatoriedade na nanoestrutura de cada píxel ajuda a “achatar” a cor.

“Assim, eles refletem a luz das mesmas cores em direções muito diferentes, de modo que as cores não cintilam como as das borboletas, mas parecem foscas”, diz Humphrey.

Esses cristais de guanina permitem que os nudibrânquios exibam cores fortes e brilhantes por todo o espectro visível, com apenas alguns “ajustes” na estrutura de uma espécie para outra.

O que a descoberta pode explicar - e inspirar

A descoberta pode ajudar a entender como essa família de animais conseguiu evoluir uma diversidade tão deslumbrante de cores e padrões - e também pode inspirar novos materiais para uso humano.

“Nós frequentemente nos inspiramos na natureza ao desenvolver novos materiais e técnicas”, afirma a física Silvia Vignolini, também do Max Planck.

“Talvez seja possível desenvolver cores sustentáveis com base nos mesmos princípios usados pelos nudibrânquios.”

Como se algum dia pudéssemos nos vestir tão bem quanto um nudibrânquio.

A pesquisa foi publicada nos Anais da Academia Nacional de Ciências.