Un equipo internacional analizó su estructura con rayos X y encontró que las capas interna y externa giran en sentidos opuestos, una configuración que explica su resistencia mecánica y podría inspirar nuevos materiales de ingeniería
INFOBAE.- Los colmillos del narval mostraron una característica inesperada: no tienen una sola espiral, sino una doble estructura interna con giros opuestos. Ese patrón ayuda a explicar por qué pueden ser rectos y, al mismo tiempo, resistir torsiones y flexiones.
El hallazgo surgió de un estudio internacional publicado en la revista Nature Communications que analizó la organización interna del colmillo en tres dimensiones.
Hasta ahora, la duda era cómo se formaba esa torsión visible desde los componentes más pequeños del colmillo. El estudio encontró que la capa externa sigue una espiral hacia la izquierda, mientras la parte interna se organiza en sentido contrario.
Esa combinación le da mayor estabilidad mecánica que una estructura simple. El resultado aporta conocimiento para la biología y también para el desarrollo de materiales inspirados en la naturaleza.
Una pieza biológica distinta de cualquier otra
El narval es un cetáceo dentado del Ártico y del Atlántico norte. En los machos, el diente canino izquierdo crece hacia afuera y atraviesa el labio superior hasta formar el colmillo, que puede superar los dos metros de largo.
El estudio señala que se trata de un caso singular: es el único colmillo recto conocido en la naturaleza y, además, mantiene de manera constante una torsión macroscópica hacia la izquierda.
Aunque a simple vista parece una pieza compacta, el colmillo está compuesto por dentina, un tejido mineralizado que constituye la mayor parte de la estructura, recubierta por una capa más fina de cemento, cuya función habitual en otros mamíferos es fijar el diente al hueso.
En el narval, ese cemento no queda restringido a la base, sino que recorre el colmillo desde la raíz hasta la punta y dibuja la hélice visible en la superficie.
En un artículo sobre el trabajo, Popular Science, revista estadounidense, recogió una explicación del químico Henrik Birkedal, de la Universidad de Aarhus, quien remarcó el carácter excepcional del patrón observado.
“Lo realmente especial es que estas hélices siempre tienen la misma orientación”, afirmó Birkedal, según el artículo. La misma nota añade que, a juicio del investigador, esa regularidad no tiene equivalente conocido.
Qué descubrieron dentro del colmillo
Para reconstruir la arquitectura del colmillo, los investigadores combinaron varias técnicas de imagen con rayos X y, en especial, una tomografía tridimensional capaz de seguir la orientación de las fibrillas de colágeno mineralizadas, que son los bloques estructurales del tejido.
Se trata de fibras reforzadas con minerales, cuya disposición determina buena parte de la resistencia del material.
El trabajo concluye que esas fibrillas se alinean sobre todo a lo largo del eje del colmillo, pero no de manera perfectamente recta. Presentan pequeñas desviaciones sistemáticas que, acumuladas, generan una organización helicoidal.
En la capa externa de cemento, esa hélice gira hacia la izquierda. En la dentina, el tejido interno y principal, gira hacia la derecha.
Según se detalla en el estudio, “la estructura helicoidal macroscópica se reproduce a partir de la disposición a escala molecular del colágeno mineralizado en una doble hélice con quiralidad opuesta”.
Dicho de otro modo, la forma visible del colmillo no es un adorno superficial, sino la expresión de una organización interna que se repite desde escalas muy pequeñas hasta la estructura completa.
Los autores también observaron que ambas configuraciones se encuentran en la zona de transición entre cemento y dentina. Esa frontera biológica ya había sido descrita como compleja, pero la nueva reconstrucción tridimensional mostró un nivel de detalle mayor.
El estudio indica que allí convergen los dos motivos opuestos, uno externo y otro interno, en una interfaz que todavía requiere más estudio.
Por qué importa para la biología y la ingeniería
La importancia del hallazgo no pasa solo por resolver un enigma anatómico. El estudio relaciona la doble hélice interna del colmillo con sus propiedades mecánicas.
Según los investigadores, esa configuración ofrece más estabilidad frente a la flexión y la torsión que una hélice simple o una estructura recta. Así, ayuda a explicar cómo el colmillo soporta esfuerzos sin deformarse con facilidad.
Las pruebas mecánicas mostraron además que el material responde de manera diferente según la dirección de la fuerza. Esa anisotropía mecánica, cuyas propiedades varían según cómo se aplica la tensión, contribuiría a mantener la resistencia del colmillo sin perder su forma recta.
La organización longitudinal aporta rigidez, mientras que la disposición helicoidal favorece desvíos de grietas. Esa combinación refuerza la estructura y mejora su desempeño.
Los investigadores también observaron que este patrón se mantiene a lo largo de la vida del animal. La doble estructura helicoidal aparece en las capas anuales de crecimiento, comparables a los anillos de un árbol porque registran el desarrollo con el paso del tiempo.
Según Adrian Rodriguez-Palomo, autor del estudio, el experimento no tenía precedentes y fue posible por el trabajo conjunto entre varias disciplinas. Aun así, todavía no se sabe con precisión cómo se forma esta arquitectura durante el desarrollo del narval.
