Los tiburones, los patines y los rayos pueden detectar campos eléctricos muy débiles producidos por presas y otros animales utilizando una serie de órganos inusuales conocidos como ampollas de Lorenzini. Exactamente cómo funcionan estos órganos electrosensoriales ha seguido siendo un misterio, pero un nuevo estudio ha reveladouna pista importante que puede tener implicaciones para otros campos de investigación.
descrita por primera vez por Stefano Lorenzini en 1678, las ampollas de Lorenzini son visibles como pequeños poros en la piel alrededor de la cabeza y en la parte inferior de los tiburones, patines y rayas conocidos como elasmobranquios, una subclase de peces cartilaginosos.está abierto al medio ambiente y está conectado a un conjunto de células electrosensoriales por un largo canal lleno de una gelatina transparente y viscosa.
En el nuevo estudio, publicado el 13 de mayo en Avances científicos , un equipo de investigadores de la UC Santa Cruz, la Universidad de Washington y el Instituto de Investigación Benaroya en Virginia Mason investigaron las propiedades de esta gelatina. Descubrieron que la gelatina es un material notable que conduce protones, con la conductividad de protones más alta jamás vistareportado para un material biológico. Su conductividad es solo 40 veces más baja que el polímero conductor de protones Nafion de última generación, dijo el autor correspondiente Marco Rolandi, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Universidad de California en Santa Cruz.
"La observación de la alta conductividad de protones en la gelatina es muy emocionante", dijo Rolandi. "Esperamos que nuestros hallazgos puedan contribuir a futuros estudios de la función de electrosensibilidad de las ampollas de Lorenzini y del órgano en general, que en sí es bastanteexcepcional."
La integración de señales de varias ampollas permite que los tiburones, los patines y los rayos detecten cambios en el campo eléctrico tan pequeños como 5 nanovoltios por centímetro. Pero la forma en que se transmiten señales tan débiles desde el poro a las células sensoriales ha sido siempre un problemade debate. Los investigadores especulan que los poliglicanos sulfatados en la gelatina pueden contribuir a su alta conductividad de protones.
La conductividad de protones es la capacidad de un material o solución para conducir protones iones de hidrógeno positivos. En un sistema con muchos enlaces de hidrógeno ordenados, como un polímero hidrofílico hidratado, la conducción de protones puede ocurrir a lo largo de las cadenas de estos enlaces, explicó RolandiEn aplicaciones tecnológicas, los conductores de protones como Nafion se pueden usar como membranas de intercambio de protones en celdas de combustible.
"La primera vez que medí la conductividad de protones de la gelatina, me sorprendió mucho", dijo el primer autor Erik Josberger, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica en el grupo de Rolandi en la Universidad de Washington. "La conductividad fue solo 40 veces menor que Nafion".
Los nuevos hallazgos pueden ser de interés para los investigadores en ciencia de materiales y otros campos. Las aplicaciones del descubrimiento podrían incluir tecnología de sensores no convencionales, dijo Rolandi.
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Santa Cruz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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