Se forman patrones en la superficie de los granos de polen sin utilizar energía
La arquitectura bellamente diseñada no se limita a estructuras hechas por humanos. La naturaleza está llena de estructuras ornamentadas, desde los patrones fractales en espiral de las conchas marinas hasta la intrincada variedad de neuronas en el cerebro.
El mundo microscópico contiene una buena cantidad de patrones y diseños intrincados, como los patrones geométricos en granos individuales de polen. Los científicos han estado fascinados por estas estructuras intrincadas, que son más pequeñas que el ancho de un cabello humano, pero aún tienen que determinar cómo se forman estos patrones y por qué se ven de esa manera.
Originalmente se pensó que las esferas de polen se formaban por un mecanismo de 'pandeo'. El pandeo ocurre cuando los materiales son fuertes por fuera pero flexibles por dentro, lo que hace que la estructura se encoja hacia adentro y forme huecos o “pandeos” en la superficie.
Sin embargo, ahora se cree que los patrones de polen se producen mediante un proceso conocido como separación de fases, que los físicos han descubierto que también puede generar patrones geométricos en otros sistemas. Un ejemplo cotidiano de separación de fases es la separación de la nata de la leche; cuando la leche se asienta a temperatura ambiente, la crema sube a la superficie de forma natural sin ninguna energía adicional, como mezclar o agitar.
Esta tendencia "predeterminada" de desarrollar esporas de polen para pasar por una separación de fases conduce a patrones detallados y cóncavos. Sin embargo, si las plantas detienen este proceso natural de formación de patrones secretando una sustancia rígida que evita la separación de fases, por ejemplo, pueden controlar las formas que se forman. Estas plantas suelen tener esporas de polen más suaves y esféricas. Sorprendentemente, los granos de polen suaves, que requieren energía adicional, ocurren con más frecuencia que los granos ornamentados, lo que sugiere que los granos suaves pueden proporcionar una ventaja evolutiva.
Este marco biofísico ahora permitirá a los investigadores estudiar una clase mucho más grande de materiales biológicos y ver si las mismas reglas pueden explicar arquitecturas mucho más complejas en biología, como las cerdas de los insectos o las paredes celulares de las plantas.
Fuente de la historia: Universidad de Pensilvania
Mire este video de la revista Science para obtener más información sobre el polen y lo que puede enseñarnos:
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Cuatro conjuntos de granos de polen (de arriba a la izquierda a abajo a la derecha: Alisma lanceolatum, Galium wirtgenii, Gaillardia aristata, Gomphrena globosa), que muestran la imagen de microscopía electrónica de barrido junto con la simulación del modelo físico para la misma geometría (Crédito de la imagen: PalDat.org (imagen SEM) y Asja Radja (simulación)).
