El ojo del camarón mantis

Camarón mantis

  Los ojos de los camarones mantis (Odontodactylus scyllarus - Odontodactylus latirostris) podrían inspirar a la siguiente generación de DVDs y CDs, según un nuevo estudio de la Universidad de Bristol, publicado en Nature Photonics.

Los camarones mantis estudiados se encuentran en la Gran Barrera de Coral en Australia. Estos crustaceos, también conocidos como galeras, tienen los sistemas de visión más compleja conocida por la ciencia. Pueden ver en doce colores (los humanos ven solo en tres) y pueden distinguir diferentes polarizaciones de luz.

Las especiales células sensibles a la luz de los ojos del camarón mantis actuan como láminas en un cuarto de onda - que puede girar en el plano de las oscilaciones (la polarización) de una onda de luz  que viaja a través de él (complicada la explicación). Esta capacidad hace posible que los camarones mantis religiosa conviertan la luz polarizada linealmente a luz polarizada circularmente, y viceversa. Algunos mecanismos fabricados por el hombre, placas de ondas, realizan esta función esencial en CD y DVD, y en filtros polarizadores circulares para cámaras.

 

Ojos del camarón mantis

Sin embargo, estos dispositivos artificiales sólo tienden a funcionar bien para un color de la luz, mientras que el mecanismo natural en los ojos de la galera funciona casi perfectamente a través de todo el espectro visible -de casi ultravioleta a infrarrojo-.

Los científicos quieren imitar los ojos de las galeras para mejorar la óptica de polarización fabricada por los humanos.

El estudio sobre los ojos de estos crustáceos proporciona a los científicos un punto de partida para nuevos diseños y podría beneficiar a los futuros sistemas de almacenamiento de datos, como CD, DVD y proyectores de datos.

Las láminas de ondas son importantes componentes ópticos que se utilizan para cambiar la polarización de la luz y que se explotan en muchas formas de equipos ópticos.

El problema es la dificultad para diseñar láminas de ondas que trabajen con muchos colores diferentes de luz que correlacionan con diferentes longitudes de onda en vez de con único color.

Los científicos, dirigidos por Nicholas Roberts, descubrieron que las láminas de ondas en los ojos de las galeras tienen un elegante diseño que incluye un increíble nivel de acromaticidad, lo que significa que funcionan bien a todas las longitudes de onda visibles, desde el azul al rojo, algo que es complicado en los diseños humanos.

El Dr. Nicholas Roberts, autor principal del documento "La Fotónica de la Naturaleza (Nature Photonics)", dijo: "Nuestro trabajo revela, por primera vez el diseño único del mecanismo de la lámina de cuarto de onda en el ojo del camarón mantis. Realmente es excepcional, diferente a cualquier cosa que los seres humanos hayan sido capaces de crear hasta ahora."


 La lámina de onda está formada por los fotorreceptores del ojo del crustaceo, que contiene un denso conjunto de tubos con un diseño muy específico. El estudio revela que es precisamente esta geometría especializada y el material de los tubos lo que conduce al asombroso funcionamiento de la placa de ondas.

Los investigadores esperan que los diseños ópticos puedan ahora ser capaces de copiar el diseño para crear placas de ondas con un funcionamiento mucho mejor que el de las actuales.

Exactamente por qué el camarón mantis necesita tan exquisita sensibilidad a la luz polarizada circularmente no está claro. Sin embargo, la visión de la polarización es utilizado por los animales para la señalización sexual o la comunicación secreta, evitando la atención de otros animales, especialmente los depredadores. También podría ayudar en la búsqueda y captura de las presas por la mejora de la claridad de las imágenes bajo el agua. Si este mecanismo en el camarón mantis proporciona una ventaja evolutiva, sería fácilmente seleccionado, ya que sólo requiere pequeños cambios en las propiedades existentes de la célula en el ojo.

"Lo que es particularmente interesante es la manera sencilla y hermosa de hacerlo", continuó el Dr. Roberts. "Este mecanismo natural, compuesto de las membranas celulares enrolladas en tubos, supera a los diseños completamente sintéticos.

Esta no es la primera vez que los seres humanos han mirado al mundo natural para las nuevas ideas, por ejemplo, el ojo compuesto de la langosta recientemente inspiró el diseño de un detector de rayos X de un telescopio astronómico.

La investigación sobre los ojos del camarón mantis religiosa se llevó a cabo en la Universidad de Bristol, Escuela de Ciencias Biológicas, en colaboración con colegas de UMBC, EE.UU. y la Universidad de Queensland, Australia.
Enlace: Artículo original "Mantis shrimps could show us the way to a better DVD" Bristol University
Imágenes: Royy Caldwell, University of California, Berkeley



Odontodactylus scyllarus
Odontodactylus latirostris
Camarón mantis



El camarón mantis, un crustáceo que habita en la Gran Bretaña de Arrecifes de Australia, esta dotado de la vista más compleja de todo el reino animal. "Es realmente excepcional -afirma Nicholas Roberts, doctor en Física-, sobrepasa a cualquier cosa que el hombre haya podido inventar hasta ahora".

Reflexione: El ojo del camarón mantis es capaz de percibir la luz polarizada y procesaría de formas que el ojo humano no puede hacer. Las ondas de luz polarizada se pesplazan, o bien en linea recta, o bien en espiral. A diferencia de otras criaturas, este camarón no solo percibe ambas polarizaciones, sino que es capaz de convertirlas de un tipo a otro. Eso le confiere una visión óptima

Los aparatos de DVD funcionan de una manera parecida. Para leer la información, el aparato debe convertir en luz polarizada espiral el haz de luz que dirige hacia el disco, y luego reconvertirla en luz polarizada lineal. Pero el camarón mantis va un paso más allá. Mientras que un DVD estándar solo convierte la luz roja -o en de mayor resolución, la luz azul-, el ojo del camarón mantis puede convertir luz de todos los colores del espectro visible.

Las investigaciones apuntan a que, tomando como modelo el ojo de este camarón, los ingenieros podrían fabricar un aparato de DVD que reprodujera discos con mucha más información que los actuales. El físico Nicholas Roberts asegura: "Resulta particularmente emocionante lo sencillísimo que es. Funciona mucho mejor que ninguno de los prototipos que hemos construido".

¿Qué piensa? ¿Es el extraordinario ojo del camarón mantis producto de la casualidad, o del diseño?