La base estructural para una mayor reflectividad de la plata en las escamas y la piel de los peces Koi

Área de la Ciencia:

• La biofísica es la biofísica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ictiología Ictiología.

Sus antecedentes:

• La piel y las escamas de los peces exhiben un brillo plateado debido a los reflectores multicapa biogénicos.
• Estos reflectores están compuestos de cristales de guanina anhidrosos intracelulares separados por el citoplasma.
• Comprender estas estructuras puede revelar mecanismos para mejorar la reflectancia de la luz.

Objetivo del estudio:

• Para comparar la reflectividad en dos variantes japonesas de Koi con diferente reflectividad.
• Determinar cómo las estructuras biológicas modulan la reflectividad en las escamas de los peces.
• Para obtener una comprensión mecanicista de las estructuras de cristal / citoplasma de guanina que rigen la intensidad de reflexión de plata.

Principales métodos:

• Reflectancia de escala medida con un microscopio personalizado.
• Caracterizó la estructura de la capa de cristal / citoplasma de guanina con microscopía electrónica crioscáner de alta resolución (cryo-SEM).
• Reflectancia de escala calculada utilizando parámetros medidos y comparada con datos experimentales.

Principales resultados:

• La reflectividad mejorada en los peces Koi se logra utilizando las mismas pilas fundamentales de cristales de guanina / citoplasma.
• Las variaciones en la disposición estructural de estas pilas, tanto dentro como entre pilas, y en relación con la superficie de la escala, mejoran la reflectividad.
• Se desarrolló un modelo que incorpora los parámetros estructurales y la orientación del cristal para explicar la mejora de la reflectancia.

Conclusiones:

• La modulación biológica de la reflectividad en las escamas de los peces es principalmente estructural, no de composición.
• La disposición y orientación de los cristales de guanina dentro de los reflectores multicapa tienen un impacto significativo en la intensidad de reflexión de la luz.
• El modelo propuesto proporciona una base mecanicista para la comprensión de la reflexión de plata mejorada en los peces.