La cesta de flores de Venus (Euplectella aspergillum) es un animal marino que vive anclado en el fondo del océano profundo cerca de Filipinas. Con un aspecto más parecido al de delicadas esculturas que al de animales, estas esponjas marinas con forma de tubo suelen medir entre 10 y 30 cm de altura y filtran diminutas partículas de alimento del agua de mar cuando ésta fluye por su cuerpo. También conocidas como esponjas de vidrio, sus esqueletos cilíndricos están hechos de sílice, el principal componente del vidrio. Mientras que el vidrio es normalmente un material frágil y quebradizo, el esqueleto de la cesta de flores de Venus es resistente y estable debido a su composición y a su organización. Hay al menos seis niveles de organización en el esqueleto que van desde los nanómetros hasta los centímetros.
El esqueleto de vidrio de la esponja está formado por espículas, estructuras tubulares de capas concéntricas de sílice hidratada amorfa separadas por finas capas orgánicas, como un pastelito parisino con sólo una pizca de crema dulce entre las costras escamosas. Pero estas finas capas orgánicas contribuyen en gran medida a dotar a las espículas de una dureza considerable. Ni siquiera la pareja de camarones simbióticos que viven atrapados dentro de la cesta de cristal tejida de cada Venus puede salirse. A diferencia de la biomineralización en otros organismos como el abalón, la parte mineral no parece tener un patrón cristalino regular. Los experimentos sugieren que las capas de sílice están formadas por esferas coloidales de sílice de unos 50 a 200 nm de diámetro, que a su vez están formadas por esferas más pequeñas de unos 2,8 nanómetros de diámetro. En comparación, los granos de arena más pequeños de una playa (también suelen ser de sílice) tienen unos 60 nm de diámetro.
Cada espícula está formada por capas alternas de sílice inorgánica y compuestos orgánicos, todo ello alrededor de un filamento central de proteínas. Las capas inorgánicas están hechas de nanopartículas de sílice hidratadas y son relativamente rígidas. Las capas orgánicas, sin embargo, parecen ser más débiles y capaces de absorber energía. Esta organización laminada de capas rígidas y débiles alternadas puede evitar que las grietas en la superficie de una espícula se extiendan hasta lo más profundo del núcleo.
En un nivel superior de organización, las espículas están dispuestas en una red cuadrada enrollada en forma de tubo. Esta es la forma principal de la esponja de vidrio. Dos celosías separadas pero superpuestas conforman el armazón principal, y como estas celosías pueden seguir moviéndose una respecto a la otra, el esqueleto puede ser flexible mientras crece. Los cuadrados de la celosía están reforzados por puntales que se extienden vertical, horizontal y diagonalmente. Estos puntales están formados por haces de espículas y sostienen el entramado contra las fuerzas de flexión, deslizamiento y torsión. En la superficie de la estructura tubular se forman crestas helicoidales de espículas que giran en direcciones opuestas. Estas crestas también ayudan al esqueleto a resistir las fuerzas de aplastamiento o torsión.
Una tapa en la parte superior del cilindro impide que se derrumbe, mientras que un conjunto flexible de espículas de anclaje mantiene todo el esqueleto adherido al fondo del océano y es capaz de soportar las fuerzas que vienen de los lados. Por último, una matriz de sílice con pequeñas espículas incrustadas en toda la estructura la cementa y aumenta aún más su resistencia.
Cada nivel jerárquico de organización en el esqueleto de la cesta de flores de Venus contribuye a su rendimiento mecánico general. El resultado es una estructura compleja que es resistente y estable a pesar de que su principal ingrediente es un material naturalmente frágil.
Para saber más sobre las estructuras jerárquicas en diversos sistemas vivos, consulte el estudio de caso, «Little Things Multiply Up: Hierarchical Structures» en Zygote Quarterly 9:
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