Estos peces transparentes se convierten en luz blanca iridiscente. Ahora sabemos por qué

Un bagre fantasma cambia de vidrioso a brillante cuando la luz blanca pasa a través de su cuerpo mayormente transparente. Ahora los científicos saben por qué.

La iridiscencia del pez proviene de la ligera flexión. pasa a través de las estructuras estriadas microscópicas de los músculos del animallos investigadores informan el 13 de marzo en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Muchos peces iridiscentes tienen cristales diminutos en la piel o escamas que reflejan la luz (SN: 6/4/21). Pero el bagre fantasma (Kryptopterus vitreolus) y otras especies de aguas claras, como las larvas de anguila y el draco, carecen de tales estructuras para explicar su brillantez.

El cuerpo transparente del bagre fantasma llamó la atención del físico Qibin Zhao cuando estaba en una tienda de acuarios. El pez de agua dulce, de unos 5 centímetros de largo, es una especie ornamental popular. “Me paré frente al acuario y miré a los peces”, dice Zhao de la Universidad Jiao Tong de Shanghai. “Y luego vi un arcoíris”.

Para investigar las propiedades coloridas del pez, Zhao y sus colegas primero examinaron el pez bajo diferentes condiciones de iluminación. Los investigadores determinaron que su iridiscencia fue causada por la luz que pasa a través del pez en lugar de reflejarse en él. Usando un láser de luz blanca para iluminar por separado los músculos y la piel del animal, el equipo descubrió que los músculos crean un brillo multicolor.




Cuando está retroiluminado con luz blanca, el bagre fantasma, en su mayoría transparente, se vuelve iridiscente. Las estructuras estriadas microscópicas en los músculos de los peces difractan la luz y la dividen en ondas de diferentes longitudes. Estas estructuras cambian de longitud a medida que el pez nada, lo que hace que los colores del arco iris parpadeen.

Luego, los investigadores caracterizaron las propiedades de los músculos analizando cómo se dispersan los rayos X a medida que pasan a través del tejido y observándolos con un microscopio electrónico. El equipo identificó sarcómeros, estructuras estriadas espaciadas uniformemente, cada una de aproximadamente 2 micrómetros de largo, que se extienden a lo largo de las fibras musculares, como la fuente del iris.

Las bandas repetitivas de los sarcómeros, compuestas de proteínas que se superponen en cantidades variables, desvían la luz blanca de una manera que separa y amplifica sus diferentes longitudes de onda. La difracción colectiva de la luz crea una gama de colores. A medida que el pez contrae y relaja sus músculos para nadar, los sarcómeros cambian ligeramente de longitud, provocando el efecto arcoíris.

Imagen de microscopio electrónico de sarcómeros, que aparecen como rectángulos grises en una fila horizontal con líneas grises más claras separándolos verticalmente.Las estructuras estriadas llamadas sarcómeros (vistas en esta imagen de microscopio electrónico) forman filamentos unidos en fibras musculares de bagre fantasma. Cada sarcómero (uno seleccionado) consta de dos “mosaicos” adyacentes de miosina y filamentos de actina interconectados, estructuras proteicas filamentosas responsables de la contracción muscular. La luz blanca que pasa a través de los sarcómeros que se repiten se divide en ondas de diferentes longitudes, dando al pez un brillo iridiscente.X. Fan et al./PNAS 2023

Según Heok Hee Ng, un ictiólogo independiente de Singapur que no participó en el nuevo estudio, el propósito de los tonos iridiscentes del bagre fantasma no está claro. El bagre fantasma vive en aguas turbias y rara vez depende de la vista, dijo. Pero los desbordamientos pueden ayudarlos a coordinar visualmente sus movimientos cuando viajan en las escuelas, o pueden ayudarlos a mezclarse con el agua brillante para esconderse de los depredadores terrestres, como algunas aves, agrega.

Independientemente de la función, Eng se alegra de que los científicos estén investigando las características inusuales del bagre fantasma.

“Los peces en realidad tienen bastantes de estas estructuras interesantes que les sirven de muchas maneras”, dice. “Y muchas de estas estructuras son muy poco conocidas”.

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