Biso

Un biso es un haz de filamentos secretados por muchas especies de moluscos bivalvos que funcionan para unir el molusco a una superficie sólida. Las especies de varias familias de almejas tienen biso, incluidas las conchas de corral (Pinnidae), los mejillones verdaderos (Mytilidae) y los Dreissenidae.

Filamentos

Los filamentos de biso son creados por ciertos tipos de moluscos bivalvos marinos y de agua dulce, que usan el biso para adherirse a rocas, sustratos o fondos marinos. En los mejillones comestibles, el biso no comestible se conoce comúnmente como "barba" y se retira antes de cocinarlos.

Muchas especies de mejillones secretan hilos de biso para anclarse a las superficies, con familias que incluyen Arcidae, Mytilidae, Anomiidae, Pinnidae, Pectinidae, Dreissenidae y Unionidae.

Mecánica

El biso, o complejo bisal, está compuesto por múltiples hilos extracelulares de colágeno que el mejillón coloca radialmente desde un tallo central. Cada hilo se compone de tres regiones: una región proximal corrugada cerca del cuerpo del mejillón, una región distal más larga y lisa que conecta la región proximal con la placa final y la propia placa adhesiva, que ancla el mejillón a la superficie. La región proximal consta de una vaina corrugada que envuelve fibras enrolladas dispuestas de manera suelta; estas bobinas pueden desenredarse para extender la fibra bajo una fuerza aplicada. La región distal está más ordenada y consta de haces de fibras colágenas alineados que dan rigidez a la fibra. La placa consta de fibras similares al colágeno sobre una matriz esponjosa, en la que se deposita y endurece la proteína adhesiva.

El propósito del biso es mantener el mejillón adherido a la superficie deseada y, con este fin, los hilos del biso deben poder resistir un fuerte movimiento cíclico debido a la acción de las mareas cerca de las costas donde habitan los mejillones. Las pruebas mecánicas de mejillones vivos han demostrado que los hilos bisales pueden extenderse un 39 % antes de ceder y un 64 % antes de romperse, a una velocidad de deformación nominal de 10 mm/min. Las pruebas de tracción muestran que las roscas exhiben tres fases distintas: rigidez inicial de las regiones distal y proximal, ablandamiento debido a la fluencia en la región distal y, finalmente, rigidez que precede directamente a la falla por tracción. La capacidad de la región distal para ceder antes de romperse les da a los mejillones su resistencia característica incluso bajo fuertes fuerzas de marea. Se han estudiado muchas variables que influyen en el rendimiento de los hilos bisales, incluidas las variaciones de especies, las variaciones estacionales, los efectos de la temperatura y los efectos del envejecimiento. Los efectos de la temperatura en particular han revelado una temperatura de transición vítrea de 6°C.

La cantidad de hilos que usa un mejillón para unirse suele ser entre 20 y 60; esto puede variar según la especie, la temporada o la edad del mejillón. En condiciones de marea cíclica, la distribución radial de la colocación de fibras permite que el mejillón alinee dinámicamente la mayoría de sus fibras en la dirección de la fuerza aplicada. Esto reduce la tensión en cualquier hilo, lo que reduce las posibilidades de falla y desprendimiento. Los mejillones también son capaces de expulsar todo el complejo bisal, incluido el tallo central, sin dañarse. El complejo se puede regenerar simplemente y reanudar la colocación de las fibras en 24 horas.

Cuando la pata de un mejillón se encuentra con una grieta, crea una cámara de vacío al expulsar el aire y arquearse hacia arriba, de manera similar al desatascador de un plomero que destapa un desagüe. El biso, que está hecho de queratina, proteínas curtidas con quinona (proteínas polifenólicas) y otras proteínas, se vierte en esta cámara en forma líquida similar al moldeo por inyección en el procesamiento de polímeros y burbujea en una espuma pegajosa. Al enroscar su pie en un tubo y bombear la espuma, el mejillón produce hilos pegajosos del tamaño de un cabello humano. Luego, el mejillón barniza los hilos con otra proteína, lo que da como resultado un adhesivo. La dinámica de fijación de la placa se estudia tanto para imitar el fuerte adhesivo como para crear recubrimientos a los que la placa no pueda adherirse. Las estrategias de liberación de suciedad, como las pinturas de fluoropolímero y los revestimientos con infusión de lubricante, son un área de investigación activa importante para prevenir la contaminación de las estructuras marinas por especies de mejillones invasores como el mejillón cebra y el mejillón quagga.

Biomimética

Byssus es un adhesivo notable, que no se degrada ni deforma con el agua como lo hacen muchos adhesivos sintéticos. Las notables propiedades de este adhesivo, en concreto de las proteínas de pie de mejillón (Mfps), han estimulado muchos intentos de imitar la excelente capacidad adhesiva que muestran los mejillones, ya sea produciendo Mfps a través de otros organismos o creando polímeros sintéticos con propiedades similares. Por ejemplo, los ingenieros genéticos han insertado ADN de mejillón en células de levadura para traducir los genes en las proteínas apropiadas. Los enfoques sintéticos generalmente utilizan catecol como agente de reticulación para producir redes de polímeros resistentes al desgaste. La imitación de Mfp-3 para inducir la coacervación es otra propiedad clave, ya que protege el material de la disolución parcial en agua salada.

Las aplicaciones del adhesivo biomimético byssus incluyen adhesivos biomédicos, aplicaciones terapéuticas y recubrimientos antiincrustantes.

Usos históricos

Byssus a menudo se refiere a los hilos largos, finos y sedosos secretados por la gran concha de pluma mediterránea, Pinna nobilis. Los hilos de biso de esta especie de Pinna pueden tener hasta 6 cm (2,4 pulgadas) de largo e históricamente se han convertido en tela.

La tela Byssus es una tela rara, también conocida como seda marina, que se fabrica utilizando el byssus de las conchas de los bolígrafos como fuente de fibra.