En el año 2001, en una campaña oceanográfica en Hawái, se descubrió una extensa población de una esponja marina (científicamente conocida como Sericilophus hawaiicus) que se extiende entre los 350 y 450 metros de profundidad. En este rango de profundidades un equipo internacional (USA, Canadá y Espanya) estuvo realizando diversos trabajos de experimentación en vivo empleado un submarino oceanográfico (PISCES V) de la Universidad de Hawaii.
Entre los miembros del equipo, el Dr. Manuel Maldonado del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), recogió muestras de las esponjas que vivían allí para futuras investigaciones sobre las propiedades del esqueleto de estas esponjas, que está elaborado con sílice (exactamente el mismo material que el cristal de las ventanas).
Mientras que en la mayoría de las esponjas las piezas esqueléticas (que se denominan espículas) miden entre unas pocas micras y 1 mm, en esta esponja de las profundidades algunas de las piezas del esqueleto de sílice eran gigantes, midiendo hasta 50 cm de longitud.
Desde antiguo, se conoce que el cristal (es decir, la sílice) tiene la capacidad para transmitir la luz. Sin embargo, cuando se analizaron en detalle las propiedades de transmisión de luz de las espículas gigantes, los resultados fueron sorprendentes. Las espículas funcionaban como fibra óptica extraordinariamente eficiente: no sólo transmitían la luz sin pérdida de energía, sino que durante el paso de la luz por el interior de la espícula se generaba luz nueva, caracterizada por una longitud de onda diferente de la luz que había entrado inicialmente en ella.
Esta propiedad se conoce en óptica como “capacidad de generación de un supercontinuo en la transmisión de luz”. Es decir, las espículas de estas esponjas no sólo transmiten por su interior toda la luz que reciben sin incurrir en pérdidas apreciables, sino que además amplían el espectro de longitud de onda de la luz que han recibido, proyectando en el otro extremo luz con un espectro ampliado.
Todavía no se conoce bien en detalle las características ultraestructurales de las espículas que son responsables de estas interesantes propiedades ópticas, pero hay gran interés en avanzar en la compresión del fenómeno para poder incorporar dichas propiedades a las fibras ópticas actuales y hacerlas más eficientes.
Dos de las características en las que el equipo de investigación trabaja son las hipótesis de que la sílice de esponjas es isotópicamente más pura que la de las fibras ópticas y de que la sílice de esponjas, al contrario de la de las fibras ópticas, está imbricada a nivel nanoestructural con materiales orgánicos (quitina) que se organizan con una microestructura interna que favorece la generación del superconitnuo.
Biophotonics: Bright sponges, Gaia Donati, Nature Photonics 10, 625 (2016) doi:10.1038/nphoton.2016.199 Published online 29 September 2016 http://www.nature.com/nphoton/journal/v10/n10/full/nphoton.2016.199.html
Hermann Ehrlich, Manuel Maldonado, Andrew R. Parker, Yuri N. lchin, Jörg Schilling, Benjamin Köhler, Ulrich Skrzypczak, Paul Simon, Henry M. Reiswig, Mikhail V. Tsurkan, Eike Brunner, Sergey S. Voznesenskiy, Alexander V. Bezverbny, Sergey S. Golik, Ivan G. Nagorny, Denis V. Vyalikh, Anna A. Makarova, Serguei L. Molodtsov, Kurt Kummer, Michael Mertig, Christiane Erler, Denis V. Kurek, Vasilii V. Bazhenov, Filipe Natalio, Alexander E. Kovalev, Stanislav N. Gorb, Allison L. Stelling, Johannes Heitmann, René Born, Dirk C. Meyer, Konstantin R. Tabachnick. Supercontinuum generation in naturally occurring glass sponges spicules. Advanced Optical Materials, (2016) 4, 10: 1608-1613, http://hdl.handle.net/10261/137711
