Originea culorii albastre a cuticulei anumitor specii de crustacee a stârnit multă vreme controverse în lumea științifică. O echipă de cercetare condusă de prof. Simona Cîntă Pînzaru, incluzând cercetători de la Departamentul de Fizică Biomoleculară, Geologie și Biologie din UBB și de la Universitatea din Dubrovnik, Croația au utilizat technici și măsurători sofisticate și ultrasensibile pentru a clarifica, în sfârșit, dilema. Rezultatele acestor cercetări au fost publicate recent în jurnalul academic Scientific Reports.
Unele studii anterioare sugerau că două elemente, stronțiul și bromul, ar fi responsabile prin mecanisme diferite, de generarea culorii albastre, și că pigmentul din crabul albastru este, de fapt, roșu. Pe de altă parte, exemplul homarului albastru, o apariție rară în lumea viețuitoarelor acvatice, a certificat faptul că o proteină și o moleculă de pigment roșu, un carotenoid (astaxantin), se combină pentru a forma un complex caroteno-proteic de culoare albastră, numit crustaceanin, conferind homarului culoarea albastră.
Elementul de noutate care nu a mai fost studiat pană acum este faptul că în crabul albastru, o specie de crab de origine atlantică, invazivă în Europa, coexistă atât culoarea albastră, cât și cea roșie. Asfel, femela de crab albastru are cleşti roșii, iar masculii sunt complet albaştri, aspect ce determină împerecherea și succesul speciei.
Studiul și-a propus să identifice pigmenți cu valoare economică importantă, generați prin deșeurile biominerale rezultate din exploatarea industrială a crustaceelor, căutând prin metode specifice pigmenții din cuticula crabului albastru (Callinectes sapidus). Utilizând tehnici bazate pe împrăștierea inelastică a luminii laser (tehnici spectroscopice Raman) de către aceste biomateriale colorate, s-a descoperit că, utilizând un laser verde, se detectează selectiv un singur pigment (astaxanthin), iar utilizând un laser roșu se detectează alt pigment (caroteno-proteic) în același punct al cuticulei crabului. Aceste rezultate intrigante au determinat autorii să continue studii complexe pentru a explică, localiza și detecta simultan cei doi pigmenți. Surprinzător a fost faptul că aceiași pigmenți au fost detectați și într-un crab comun (crabul verde, C. Aestuarii), deși culoarea acestuia nu pare albastră.
Rezultatele investigațiilor au condus la descoperirea unor porozități specifice în fiecare structură a cuticulei colorate, prin care lumina se propagă greu și produce efecte complexe, care contribuie la apariția vizuală a ceea ce vedem “albastru” sau “roșu”, împreună cu pigmenții co-existenți.
Ca orice crab, rac, sau homar, și crabul albastru atunci când este supus la temperaturi înalte (spre exemplu, gătit), devine roșu, datorită eliberării pigmentului din complexul caroteno-proteic. Mai mult, încercarea de extracție în solvenți organici a pigmentului albastru, generează o soluție “roșie”, adică se poate extrage doar pigmentul liber. Coroborând rezultatele, autorii au demonstrat coexistența a doi pigmenți, precum și o contribuție structurală la culoare naturală a cuticulei.
Poroziatea specifică fiecărei culori deschide aplicații deosebit de atractive în domenii diverse, aceste materiale nefiind deocamdată sintetizabile în laborator datorită complexității lor. Ele pot acumula și elibera lent soluţii, fiind atractive pentru noi formulări farmaceutice sau noi biostimulanți sau fertilizatori în agricultură, în regenerarea solurilor, în industria alimentară, sau aplicații tehnologice avansate, în domeniul senzorilor și materialelor inteligente. Sub acest aspect, valorizarea reziduurilor acvatice pe bază de cunoaştere știinţifică avansată pune bazele bioeconomiei albastre, pentru dezvoltare economică sustenabilă.
Articolul complet poate fi accesat la: https://www.nature.com/articles/s41598-020-60031-4.
este parte a
