Los patrones repetidos, parecidos a mosaicos, no sólo son estéticamente agradables para los humanos; son una solución fundamental y generalizada en todo el mundo natural. Desde las estructuras microscópicas de los virus hasta las enormes escamas de la piel de los elefantes, la evolución ha llegado de forma independiente a este diseño una y otra vez. Una nueva investigación publicada en PNAS Nexus cataloga más de 100 ejemplos de estos “tejidos biológicos”, revelando su asombrosa diversidad y funciones cruciales.
La ubicuidad de las estructuras de azulejos
El biólogo John Nyakatura, de la Universidad Humboldt de Berlín, destaca que las superficies embaldosadas existen en todas las escalas de la vida. El catálogo del estudio abarca desde caparazones de proteínas de tamaño nanométrico en virus hasta placas de un centímetro de ancho en caparazones de tortugas. Esto no se limita a un solo linaje; Las plantas, los artrópodos, los mamíferos, los peces e incluso los tardígrados microscópicos utilizan estos patrones.
Esta prevalencia sugiere un poderoso principio subyacente: las estructuras de mosaico ofrecen ventajas versátiles que superan los costos de su complejo desarrollo. El hecho de que la evolución converja repetidamente en esta solución dice mucho sobre su eficiencia.
Diseños multifuncionales
Los mosaicos biológicos no son sólo para mostrar. Realizan una amplia gama de funciones, a menudo simultáneamente:
- Captura de luz: Los ojos compuestos de insectos utilizan estructuras de mosaico para maximizar la absorción de luz.
- Protección: Los esqueletos de tiburones y los caparazones de armadillo dependen del mosaico para equilibrar la flexibilidad con una defensa sólida.
- Termorregulación y defensa: La piel de elefante teselada atrapa el agua y el barro, enfriando al animal y protegiéndolo de los parásitos y del sol.
- Adaptabilidad: La armadura segmentada de los armadillos permite un movimiento controlado manteniendo la rigidez.
El beneficio clave suele ser un equilibrio entre protección y flexibilidad. Una superficie sólida e intacta puede ser demasiado rígida, pero las losas con material conectivo permiten el movimiento y la adaptación sin sacrificar la integridad estructural.
Innovación bioinspirada
Los investigadores creen que comprender estos diseños naturales puede informar una variedad de aplicaciones humanas.
- Materiales adaptables: Rodilleras que se ajustan al tamaño del niño en crecimiento.
- Estructuras eficientes: Fachadas de edificios diseñadas para una mejor refrigeración y eficiencia energética.
- Armadura flexible: Equipo de protección que permite un rango completo de movimiento sin comprometer la seguridad.
Nyakatura concluye que las aplicaciones potenciales son “cualquier cosa”: los principios fundamentales del mosaico biológico se pueden adaptar para resolver una multitud de desafíos de ingeniería.
Los mosaicos biológicos demuestran que la naturaleza frecuentemente encuentra soluciones elegantes y multifuncionales. El estudio de estos patrones probablemente generará más innovaciones, demostrando una vez más que el mundo natural sigue siendo una fuente incomparable de inspiración para el diseño humano.
