Investigadores españoles descubren que el ojo de una mosca utiliza ingeniería de última generación
Un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Sevilla, el IBiS, el University College London y el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo ha descubierto que el ojo de la mosca del vinagre esconde un mecanismo que hasta ahora parecía propio de la ingeniería más avanzada. El estudio, publicado en Nature Communications, identifica en este órgano el primer metamaterial natural programable conocido en un organismo vivo.
Los metamateriales son estructuras cuyas propiedades no dependen solo del material que las compone, sino de la forma en que están organizadas internamente. En tecnología, se diseñan para comportarse de una manera concreta, por ejemplo adoptando una forma tridimensional determinada cuando reciben un estímulo. Hasta ahora, este tipo de sistemas programables se consideraban una creación humana.
El hallazgo demuestra que la naturaleza ya utilizaba estos principios desde hace millones de años. En concreto, los investigadores han observado que, durante el desarrollo del ojo de Drosophila melanogaster, las células forman una malla de triángulos interconectados. Lo más relevante es que esos triángulos no tienen todos el mismo tamaño, sino que siguen una distribución precisa.
Arquitectura en el ojo de la mosca del vinagre
Esa distribución funciona como un auténtico plano arquitectónico. Según el estudio, la organización de los triángulos en dos dimensiones contiene las instrucciones necesarias para que, al aplicarse presión hidrostática al tejido, el ojo adopte su curvatura definitiva en tres dimensiones. El proceso sería comparable, de forma simplificada, a inflar un globo de agua, pero con una forma final previamente programada.
“Hemos descubierto que el ojo de la mosca tiene un ‘plano’ arquitectónico en 2D que predetermina su forma final en 3D”, explica Juan Garrido García, uno de los autores principales del trabajo. Ademas, el descubrimiento muestra que la biología puede usar principios equivalentes a los de la ingeniería de metamateriales sin necesidad de moldes externos rígidos. La forma final del ojo permite combinar zonas más planas, con mayor agudeza visual, y zonas más curvas, que ofrecen una visión más panorámica. Las primeras pueden ayudar a identificar alimento o pareja, mientras que las segundas facilitan la detección de depredadores.
Avances para la medicina del futuro
Uno de los aspectos más sorprendentes es la escala a la que ocurre todo este proceso. El ojo de una mosca mide aproximadamente 0,5 milímetros de diámetro, pero aun así consigue controlar con gran precisión su forma tridimensional final. “La naturaleza de metamaterial del ojo en desarrollo permite el control preciso de la forma del ojo en esta escala diminuta”, destaca Garrido García.
Más allá de su importancia biológica, el descubrimiento abre la puerta a la llamada morfogénesis sintética. Comprender cómo un tejido vivo puede programar su forma sin moldes externos podría ayudar en el futuro a diseñar tejidos artificiales, injertos u órganos que adopten una forma determinada tras ser implantados.
Los investigadores creen que esta capacidad podría revolucionar la bioingeniería, ya que permitiría crear estructuras vivas programables con una precisión mucho mayor y con menor dependencia de materiales sintéticos. El trabajo combina biología celular, genética, matemáticas, simulaciones computacionales e ingeniería, demostrando que algunas de las respuestas más avanzadas de la ciencia pueden estar escondidas en organismos tan pequeños como una simple mosca.