Nanotraje protege a los animales del vacío
Una pulga fotografiada con un microscopio electrónico de barridoWIKIPEDIA, CDC/JANICE HANEY CARRA Un equipo de científicos japoneses encontró una forma de dotar a insectos y otros animales pequeños con una armadura que les permite soportar un ambiente sin aire. Este «nanotraje» creado a partir de detergente y plasma, permite fotografiar criaturas vivas bajo un microscopio electrónico de barrido (SEM), un tratamiento que normalmente los mataría.
Los SEM han capturado imágenes asombrosamente detalladas de pequeños animales colocándolos en una cámara de vacío y bombardearlos con haces de electrones. El vacío es necesario porque las moléculas de gas dispersarían los electrones y reducirían la resolución de las imágenes. Pero también mata y deforma a los animales vivos al deshidratarlos rápidamente: el agua se evapora rápidamente en su superficie y sus cuerpos colapsan. Esta es la razón por la que SEM solo funciona en especímenes muertos que han sido preservados.
“La observación de especímenes vivos con un SEM de alta resolución sería…
El autor principal Takahiko Hariyama de La Escuela de Medicina de la Universidad de Hamamatsu inicialmente colocó una variedad de animales vivos en un SEM para ver cuánto tiempo podían vivir, cuando notó que las larvas de Drosophila sobrevivieron al alto vacío. El haz de electrones del microscopio confería algún tipo de protección al insecto. Sin él, el alto vacío arrugaba sus cuerpos y los mataba.
Hariyama sospechaba que los electrones energéticos fusionaban inmediatamente las moléculas en la cutícula de las larvas, creando una red dura en todo el cuerpo de las moscas. Esta capa de nanotraje tiene un grosor de solo 50 a 100 nanómetros, pero protege a las larvas del vacío al evitar que los gases y líquidos salgan del cuerpo.
El equipo duplicó el efecto al exponer las larvas a gas plasmaionizado que también proporciona suficiente energía para forjar un nano-traje. Este enfoque tendió a funcionar mejor en insectos que tienen cutículas ricas en moléculas anfifílicas, aquellas que se sienten atraídas tanto por el agua como por las grasas, como los detergentes.
Para recrear este efecto en animales que carecen de tales moléculas, los investigadores primero los recubrieron en un detergente no tóxico llamado Tween 20. Al exponer los organismos empapados en detergente a plasma o electrones, el equipo logró crear un nanotraje incluso en especies que naturalmente carecían de los ingredientes adecuados para uno, incluidas larvas de mosquitos, hormigas, anfípodos, e incluso un platelminto de cuerpo blando. Todos los animales sobrevivieron y la mayoría de las larvas de mosquito se transformaron con éxito en adultos después de su experiencia SEM.
Aunque otros equipos han tomado fotos de animales vivos bajo SEM, estas siempre han involucrado condiciones de bajo vacío. Al menos un grupo de animales, los tardígrados, han sobrevivido en el alto vacío del espacio, pero solo después de deshidratarse por completo y entrar en un estado latente. Incluso un tardígrado colapsaría y moriría si se expusiera repentinamente a un vacío SEM.
Esta es una nueva técnica interesante, pero no estoy seguro del valor que tiene para la microscopía, dijo Gregory Paulson, entomólogo de Shippensburg. Universidad que no participó en la investigación. Al estudiar criaturas con un SEM, siempre existe la preocupación de que las estructuras que ve puedan ser un artefacto de la forma en que se procesaron los especímenes, en lugar de partes del cuerpo reales. La técnica descrita en este documento resuelve ese problema hasta cierto punto, pero la presencia del nanotraje también puede generar las mismas críticas, dijo Paulson.
Los autores escribieron en el documento que el nanotraje El traje puede preservar la apariencia de la vida real [de los animales] hasta los detalles microscópicos, pero Paulson cree que esto puede no ser cierto para los animales acuáticos como las larvas de mosquitos. Estas criaturas tienen pelos finos, branquias y otras estructuras que tienden a pegarse cuando se sacan del agua. Esto no es un problema para el uso normal de SEM, porque las muestras generalmente se secan. Pero, dijo Paulson, creo que una branquia emplumada aparecerá como una gota cuando se le coloque un nanotraje.
Y. Takaku et al., Una delgada membrana de polímero, nanotraje, que mejora la supervivencia en el continuo entre el aire y el alto vacío, Actas de la Academia Nacional de Ciencias, doi:10.1073/pnas.1221341110, 2013.
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