¿Cuáles son algunos hermosos diseños biológicos?

Algunos insectos y pájaros muestran colores que son hermosos tanto para el ojo como para el microscopio; estos colores no provienen de la pigmentación, sino de las estructuras fotónicas. Los colores se producen cuando un material se marca con finas líneas paralelas, formadas por una o más capas finas paralelas, o se componen de microestructuras en la escala de la longitud de onda del color. Hay muchas maneras diferentes de lograr esto, incluyendo rejillas de difracción, espejos selectivos, cristales fotónicos, fibras de cristal, matrices de nanocanales y proteínas que pueden variar su configuración.

Aquí hay algunos ejemplos bonitos:

Morpho retenor: la visibilidad a distancias de hasta medio kilómetro se atribuye a estructuras fotónicas formadas por múltiples capas discretas de cutículas y aire.

Parides sesostris. Estos cristales de quitina 3D reflejan la luz dentro de la parte verde del espectro en una amplia gama de ángulos de incidencia.

Papilo palinurus. ¡Pensé que este era inteligente! Las concavidades dispuestas producen dos colores estructurales simultáneos, amarillo y azul. La luz amarilla se refleja con una incidencia normal desde la base de cada concavidad y el anillo azul se crea mediante un doble reflejo desde los lados de la concavidad opuesta y perpendicular, combinándose para parecer verde.



(una losa de cerdo)

La coloración azul más brillante conocida en cualquier tejido vivo se encuentra no en un animal, sino en las bayas de Pollia condensata. La superficie de la baya tiene cuatro capas de células con paredes gruesas, que contienen espirales de celulosa transparente espaciadas para permitir la interferencia constructiva con la luz azul.


Otros efectos pueden acentuar la iridiscencia. Las estructuras ordinarias de múltiples capas a menudo dan un cambio de reflectancia de longitud de onda bastante pequeña (o “hue”). Esta es la parotia de Lawes, o Parotia lawesii, un ave del paraíso. Cuando el pájaro se mueve, el color cambia bruscamente entre el azul verdoso brillante y el amarillo anaranjado, en lugar de derivar iridiscentemente. ¡Qué asombroso sería ver uno en la vida real con sus plumas destellando!

Las plumas bélicas funcionan como espejos de tres colores: un reflector amarillo anaranjado en el plano de la pluma y dos reflectores azulados simétricamente colocados en ángulos respectivos de aproximadamente 30 °, lo que permite cambios de color muy rápidos en respuesta al ángulo de visión.

El color estructural es asombroso; cuanto más miras, más encuentras.

  1. Vukusic y Sambles. Estructuras fotónicas en biología. Naturaleza , 2003.
  2. Vignolini y col. Color estructural puntillista en fruta Pollia . PNAS, 2012.
  3. Stavenga et al. Dramáticos cambios de color en un ave del paraíso causados ​​por barbules de plumas mamarias de estructura única. Actas de la Royal Society Biological Sciences , 2010.
  4. La parotia de Lawes en Wikipedia
  5. Coloración estructural en Wikipedia

Las micro-fotografías electrónicas en El extraño e increíble mundo de las plantas (2012) , de Wolfgang Stuppy, Rob Kesseler y Madeline Harley muestran la elegancia, la complejidad y la diversidad de un mundo invisible para los ojos humanos.

Mis favoritos son las semillas.
Haga clic en las imágenes para ampliar.

Semilla, corniche común ( Agrostemma githago )

¡Esta es una pequeña, diminuta y diminuta fresa ( Fragaria ananassa )!

Fruta, lago Logue Wattle ( Acacia vittata )

Varias semillas

Semilla, Prenia tetragona

¿Cómo se producen estas imágenes?

Para crear estas imponentes micrografías electrónicas de barrido, Kesseler coloca una sola semilla en un soporte de espécimen de trozo de aluminio, aproximadamente tan grande como una moneda pequeña. La semilla se recubre con una capa microfina de oro o platino, se coloca en una cámara de vacío y se bombardea con partículas de electrones. El haz de electrones mide las superficies de la semilla y traduce estas medidas en una imagen digital.

– Impresionantes imágenes de micrografía de semillas

La Pimpinela Escarlata (haga clic para agrandar)

Los autores tienen otros tres hermosos libros:

  • Polen
  • Semillas
  • Fruta

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Casi todo lo que fue dibujado por Ernst Haeckel en su Kunstformen der Natur clasifica como hermoso. Puedes verlos a todos aquí. Estos son mis favoritos (todos los animales):

Cnidaria

Echinoderms:

Moluscos

Artrópodos

Anélidos


Nada en biología es por diseño. Todo es solo un montón de átomos que intentan reducir su energía.

Explicación.
Más formalmente el diseño se ha definido de la siguiente manera.
una especificación de un objeto , manifestado por un agente , destinado a lograr objetivos , en un entorno particular , utilizando un conjunto de componentes primitivos, que satisfacen un conjunto de requisitos , sujetos a restricciones (verbos, transitivos) para crear un diseño, en un entorno (donde opera el diseñador)

Nada en biología es para un propósito, o creado por un creador.

Ahí tienes.

Ese es el iris del ojo humano.
Hermoso, ¿no?
Los ojos de varios otros animales.
El ojo es realmente el diseño más hermoso, después de todo, solo nos ayuda a percibir el “diseño” en sí mismo. No habría diseño si no fuera por estos magníficos fotorreceptores.

Personalmente, la imagen de H & E teñida o inmunofluorescente de las secciones de tejido de tejido, especialmente tejido de cáncer puede ser bastante hermosa. Es irónico que algo tan hermoso también pueda ser tan mortal.

Engranajes parecidos a aletas lucidos por la ninfa del saltahojas en sus patas traseras. En mi opinión, es hermoso tanto desde el punto de vista estético como funcional.

Este insecto:
Foto de Malcolm Burrows

Está en posesión de estos delicados engranajes:
Foto de Malcolm Burrows

Esto permite que las patas traseras sincronicen los movimientos en 30 millonésimas de segundo . Una pierna, en preparación para un salto, hace que la otra pierna se mueva junto con ella (casi perfectamente) a través de su sistema de engranaje de enclavamiento.

Fuente de noticias de PBS: Un insecto de mecanismo: engranaje de jardín deportes engranajes mecánicos
Publicación del diario en Science : Interacting Gears Sincroniza los movimientos de las patas propulsoras en un insecto saltador

Desde una perspectiva puramente conceptual, sugiero el sistema inmune. Es una bella ilustración de la guerra a gran escala molecular. Hay drama, brutalidad, gloria y terribles errores. Es un ballet majestuoso e increíblemente complejo que afecta todo lo que identificamos como yo. Hay aliados de miles de especies de bacterias (y posiblemente también de virus) dispuestas para la batalla contra innumerables legiones de invasores enemigos virales, procarióticos y eucariotas. Hay respuestas químicas intrincadamente coreografiadas en todos los organismos vivos, y células asesinas patrullando organismos multicelulares. Entre las principales tareas, aparte de las armas, el despliegue y la estrategia, está la necesidad continua de identificar claramente a uno mismo, a nuestras propias tropas y a los amigos. El sistema inmune humano, entre otros, ataca con demasiada frecuencia el cuerpo que supuestamente protege, y nos da fiebre del heno, urticaria, diabetes, síndrome del intestino irritable, shock anafiláctico y muchas otras dolencias terribles, especialmente en entornos urbanos limpios y desarrollados.

El sistema inmune es una obra maestra caótica de ingeniería química y biológica, defectuosa en su esencia, hackeable de muchas maneras, pero absolutamente vital e irremplazable para todas las formas de vida, incluyendo, de manera rudimentaria, organismos unicelulares. En cuanto a si el sistema inmunitario fue o no diseñado, sigue siendo una cuestión de fe, no de ciencia.


Sistema inmune

Hermosos diseños bilógicos.

En mi opinión, los fractales forman el diseño más elaborado en la naturaleza. Aquí hay algunos de los trabajos extraordinarios de esta simple deducción matemática.









La estructura del ADN envuelta alrededor de la proteína dentro del núcleo celular es una paz maestra.
¿Se imaginan que el diámetro del núcleo de las células humanas está en micrómetros y el ADN en su interior es de 2,2 metros?
El paquete de ADN es realmente hermoso …
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Cromosomas


Células


El pulpo (en este caso, Thaumoctopus mimicus, el pulpo mímico), que no solo es hermoso, sino también muy inteligente.


Strobilanthes dyerianus


Hongos

Fractales en Biología .

En mi opinión todo es, realmente está en el ojo del espectador. Pero mira estas fotos, son bastante increíbles, en su mayoría de animales.
Concurso de fotografía de National Geographic 2013