Cores dos nudibrânquios vêm de cristais microscópicos, não de pigmentos

Investigadores descobriram que muitas das cores mais intensas observadas em nudibrânquios resultam de camadas microscópicas de cristais na pele, e não de pigmentos.

Esta conclusão muda a leitura da sua pele vistosa: em vez de depender de vários compostos coloridos, trata-se de um sistema físico capaz de gerar muitas tonalidades a partir de um único material.

Cor dos nudibrânquios como pequenos pontos

Nas zonas mais brilhantes destes nudibrânquios, a cor não surge como uma mancha lisa e uniforme; aparece antes como minúsculos pontos.

Ao seguir esses pontos, Samuel Humphrey, do Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces (MPICI), associou as tonalidades a placas de guanina empilhadas logo abaixo da superfície.

O mesmo tipo de disposição foi identificado em animais com aparências corporais muito distintas, ligando a diversidade de cores a um desenho estrutural comum.

Ainda assim, o resultado apenas esclarecia a base partilhada dessas cores e deixava em aberto como um único sistema cristalino consegue produzir efeitos visuais tão diferentes.

Como os cristais moldam a cor dos nudibrânquios

A cor provinha sobretudo da arquitectura, e não da química, porque cristais em camadas reflectiam determinados comprimentos de onda e atenuavam os restantes.

Cada pilha funcionava como um filtro lamelar em miniatura, escolhendo uma cor visível a partir da luz branca.

A análise da “impressão digital” química revelou que, em todas as espécies observadas ao microscópio, os reflectores eram feitos de guanina, um dos blocos constituintes do ADN.

Essa molécula já é conhecida por contribuir para a coloração dos camaleões através de redes cristalinas ajustadas, o que alarga a outros animais uma estratégia já documentada.

Porque a cor se mantém estável

Multicamadas ordenadas costumam cintilar e variar com o ângulo de observação; no entanto, muitas manchas de nudibrânquios mantinham-se luminosas sem um brilho iridescente evidente.

Dentro de uma mesma mancha, pilhas vizinhas estavam orientadas em direcções diferentes, garantindo que algumas ficavam sempre colocadas num ângulo favorável face à luz incidente.

Simulações na espécie Chromodoris annae indicaram que as reflexões azuis permaneciam aproximadamente no mesmo intervalo, mesmo quando o ponto de vista mudava.

Dessa forma, um predador tenderia a perceber um sinal de aviso mais constante, em vez de um clarão que desaparece sempre que o corpo ou a água se movimenta.

Azul a partir do espaçamento

Em Chromodoris annae, um nudibrânquio indo-pacífico de cores vivas, grânulos azuis individuais reflectiam até 80% da luz recebida.

Sob a pele, a equipa encontrou pilhas com uma média de cerca de seis cristais, situadas apenas a algumas camadas celulares da superfície.

As placas cristalinas eram suficientemente finas para que pequenas alterações no espaçamento entre elas favorecessem a reflexão do azul em detrimento de outras cores.

Ajustes ligeiros nessas distâncias modificavam a cor devolvida, ajudando espécies aparentadas a exibirem tonalidades muito diferentes.

Luz misturada cria branco

As zonas brancas não eram “vazias”: continham muitos pixels ajustados de forma diferente, cobrindo quase todo o espectro.

Nas áreas laranja e bege, o mesmo princípio estrutural era usado, mas com a mistura a pender para comprimentos de onda mais longos, tornando o resultado mais quente.

Em Chromodoris willani, mais acima, uma segunda camada dispersora provavelmente uniformizava essas reflexões misturadas, produzindo um branco mais limpo.

Assim, brilho, tom e acabamento superficial podiam ser regulados separadamente dentro da mesma pequena região de tecido.

As cores avisam os predadores

Muitos nudibrânquios - lesmas-do-mar de corpo mole conhecidas pelas cores vivas - não são apenas estranhos à vista: apropriam-se de toxinas, de células urticantes, ou de ambos, a partir dos organismos de que se alimentam.

Essa química sustenta frequentemente a aposematismo, uma coloração de aviso que indica aos predadores que a refeição pode ser dolorosa ou venenosa.

Trabalhos anteriores encontraram uma relação entre cor conspícua e toxicidade em opistobrânquios marinhos, um grupo mais amplo que inclui os nudibrânquios.

Uma cor estável e pouco dependente do ângulo encaixa bem nessa função, embora este artigo não tenha testado directamente o comportamento de predadores.

Mistério da cor resolvido

A descoberta também contrariou a suposição antiga de que a cor dos nudibrânquios vinha principalmente de pigmentos.

“Ficámos surpreendidos ao descobrir que os nudibrânquios usam cores estruturais”, disse Humphrey.

Segundo ele, os biólogos tinham assumido durante muito tempo que os pigmentos explicavam essas cores, o que tornava o novo resultado mais difícil de ignorar.

Esta mudança de perspectiva volta a enquadrar a pele chamativa como um sistema físico com regras, e não como um conjunto de causas desconexas.

A natureza inspira materiais

Como estas cores surgem sem corantes adicionados, o mecanismo sugere de imediato novas ideias para revestimentos e tintas produzidos industrialmente.

“Nós inspiramo-nos muitas vezes na natureza quando desenvolvemos novos materiais e técnicas”, disse Silvia Vignolini, directora de Materiais Sustentáveis e Bioinspirados no Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces.

Ela acrescentou que os mesmos princípios por detrás da coloração dos nudibrânquios poderiam ser aplicados para criar formas mais sustentáveis de produzir cor.

Qualquer aplicação prática continua a ser especulativa e, ao contrário dos camaleões, estas lesmas-do-mar não pareciam reajustar a cor conforme a necessidade.

Limites e próximos testes

Mesmo com imagiologia extensiva, o estudo abrangeu 14 espécies no total e analisou seis delas com grande detalhe.

Isto deixa em aberto se o mesmo desenho cristalino está presente na maioria dos ramos de nudibrânquios ou se evoluiu várias vezes de forma independente.

A componente comportamental também permanece por resolver, já que não houve testes com predadores que mostrassem se a cor estrutural mate dissuade ataques melhor do que pigmentos.

Uma amostragem mais ampla e experiências de alimentação irão determinar quão universal é este mecanismo e até que ponto a sobrevivência depende dele.

Lições das cores dos nudibrânquios

A coloração dos nudibrânquios parece agora menos fragmentada do ponto de vista químico e mais como o resultado de um único sistema cristalino adaptável.

Ao reorganizar pilhas microscópicas em diferentes tamanhos, intervalos e ângulos, a evolução construiu uma paleta intensa que os engenheiros poderão vir a aproveitar.

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