Finalmente sabemos como as bactérias brilham em cores brilhantes sem pigmento: WebCuriosos
De mudando o arco-íris skink para deslumbrantes beija-flor metálicosmuitas criaturas exibem tons brilhantes criados por nanoestruturas que tecem comprimentos de onda de luz.
Pesquisadores liderados pelo bioinformático da Universidade de Utrecht, Aldert Zomer, identificaram agora genes que permitem que as bactérias também façam uso desse fenômeno vívido.
Onde as cores emitidas por pigmentos são as partes que sobraram espectro de luz visível que não são absorvidos, cores estruturais surgem da maneira como a luz interfere ao ser refletida.
As cores projetadas dependem de como as estruturas de pequena escala na superfície de um material direcionam a luz, fazendo com que alguns comprimentos de onda se combinem ou se cancelem. O que o espectador vê pode mudar de acordo com seu ângulo de visão, causando mudanças drásticas na intensidade da cor ou transições iridescentes de cores.
Micróbios individuais, como a bactéria marinha Marinobacter alginolyticapodem atuar como nanoestruturas, coordenando-se entre si para formar colônias em um padrão preciso que lhes permite refletir comprimentos de onda específicos.
“Colônias bacterianas com cor estrutural são nanoestruturas vivas que manipulam a luz, e identificamos vários caminhos moleculares que estão ligados ao processo de gerá-las”, Zomer e equipe escreva no papel deles.
Os pesquisadores compararam os genomas de 87 cepas de bactérias que podem formar colônias estruturalmente coloridas com 30 cepas incolores para encontrar a impressão digital genética desse fenômeno. Com a ajuda de modelos de IA, a equipe explorou 250 mil genomas bacterianos e 14 mil amostras ambientais para ver quais outras bactérias possuíam cor estrutural.
Surpreendentemente, a cor estrutural apareceu até em bactérias que vivem onde não há luz para refletir.
“Descobrimos que os genes responsáveis pela cor estrutural são encontrados principalmente nos oceanos, na água doce e em habitats especiais, como zonas entremarés e áreas de mar profundo”. explica Ecologista viral da Universidade de Jena, Bas Dutilh. “Em contraste, os micróbios em habitats associados ao hospedeiro, como o microbioma humano, apresentavam uma cor estrutural muito limitada”.
O fato de a cor estrutural aparecer nas profundezas do oceano sugere que as nanoestruturas envolvidas provavelmente servem a outros processos biológicos além de observadores deslumbrantes. Por exemplo, podem actuar como estruturas defensivas contra vírus ou ajudar as células a agarrar-se a partículas flutuantes de alimentos, explicam os investigadores.
Ou a cor estrutural nas bactérias pode até ter surgido apenas como um efeito colateral da forma como as bactérias se organizam nas suas colónias.
Compreender como a natureza cria cores estruturais poderia nos permitir desenvolver materiais ecologicamente corretos com cores duradouras e outras propriedades desejáveis, como tinta leve para aviões.
Esta pesquisa foi publicada em PNAS.
