Phragmatopoma californica

Phragmatopoma californica , comúnmente conocido como gusano de castillo de arena , gusano de panal ^{[ 1 ]} o gusano tubular de panal [ ^{2 ], es} un gusano poliqueto marino formador de arrecifesperteneciente a la familia Sabellarididae . Es de color marrón oscuro con una corona de tentáculos de color lavanda y tiene una longitud de hasta aproximadamente 7,5 centímetros (3,0 pulgadas) ^{[ 3 ]} .El gusano habita la costa de California , desde el condado de Sonoma hasta el norte de Baja California ^{[ 4 ]} . 

Los gusanos de arena viven en colonias, construyendo arrecifes tubulares algo similares a castillos de arena (de ahí su nombre), que suelen verse en playas rocosas durante la marea media y baja. Estos castillos de arena, que tienen una apariencia exterior parecida a un panal , pueden cubrir un área de hasta 2 metros (6,6 pies) de lado. ^{[ 3 ]} Pueden compartir áreas con bancos de mejillones y se encuentran en cualquier lugar que les proporcione algún tipo de refugio, como paredes rocosas, salientes y costas cóncavas. ^{[ 4 ]} 

Los gusanos permanecen en sus tubos y casi nunca se ven. Durante la marea baja, cuando están sobre el agua, cierran la entrada de sus tubos con un opérculo en forma de escudo formado por cerdas oscuras . Cuando están sumergidos, extienden sus tentáculos fuera del tubo para capturar partículas de alimento y granos de arena. Los granos se clasifican, y los mejores se utilizan para mantener el tubo en reparación, ^{[ 3 ]} y el resto se expulsa. Las colonias se forman por el asentamiento gregario de larvas , que requieren contacto con una colonia existente para metamorfosearse en gusanos adultos. ^{[ 4 ]} El asentamiento gregario de esta especie se ha relacionado con ácidos grasos libres específicos asociados a los tubos de los gusanos adultos. ^{[ 5 ]} En playas rocosas, el asentamiento depende del comportamiento de las larvas en la columna de agua y de la percepción de señales químicas cuando las larvas entran en contacto con los tubos. ^{[ 6 ]}

Los gusanos de arena no deben confundirse con Sabellaria cementarium, similar pero de distribución más septentrional , que se encuentra desde Alaska hasta el sur de California y tiene un opérculo de color ámbar. ^{[ 4 ]} A diferencia de P. californica , S. cementarium rara vez forma colonias, no se asienta en grupos y sus larvas no responden a los ácidos grasos libres. ^{[ 7 ]}

En 2004, investigadores de la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB) descubrieron que el pegamento utilizado por el gusano Phragmatopoma para construir su tubo protector estaba compuesto de proteínas específicas con cargas opuestas. ^{[ 8 ]} Estas proteínas se denominan proteínas polifenólicas ^{[ 9 ]} y se utilizan como bioadhesivos . ^{[ 10 ]} Lograron obtener la secuencia de estas proteínas adhesivas. ^{[ 11 ]} Inspirados por estos resultados , investigadores de la Universidad de Utah informaron en 2009 que lograron duplicar el pegamento que los gusanos secretan y utilizan para pegar granos de arena bajo el agua. ^{[ 12 ]} La cantidad típica de pegamento que el gusano produce de una sola vez es de aproximadamente 100 picolitros , lo que requiere 50 millones para llenar una cucharadita. ^{[ 13 ]}

Creen que el pegamento tiene aplicaciones como adhesivo médico biocompatible , por ejemplo, para reparar huesos fracturados. ^{[ 14 ]} Si se demuestra su viabilidad, el pegamento sintético, basado en coacervados complejos , ^{[ 15 ]} podría utilizarse para fijar pequeños fragmentos óseos, en lugar de dispositivos estabilizadores metálicos como clavos y tornillos, que son difíciles de usar. ^{[ 14 ]} Otras posibles aplicaciones médicas incluyen el sellado de cortes en la piel, la reparación de huesos craneofaciales y las incisiones corneales . ^{[ 13 ]}

Entre los obstáculos se encuentra asegurar que la unión se produzca al sustrato y no a la capa superficial del agua. Otro es que, para curarse, los adhesivos necesitan secarse. La mayoría no se curan bajo el agua o se secan demasiado rápido. ^{[ 13 ]}

Las proteínas que constituyen la base de su adhesivo contienen cadenas laterales de grupos fosfato y amina , conocidos promotores de adhesión que probablemente ayudan a humedecer la superficie. El pegamento tiene dos partes, con diferentes proteínas y grupos laterales en cada una. Ambas se fabrican por separado en una glándula, como un epoxi , y se mezclan a medida que se secretan. ^{[ 16 ] [ 17 ]} El pegamento fragua en unos 30 segundos, probablemente debido a la gran diferencia de acidez entre el pegamento ácido y el agua de mar. ^{[ 18 ]} El curado tarda unas seis horas, a medida que las proteínas se entrecruzan, alcanzando la consistencia del cuero de zapato . ^{[ 13 ]}

Los pegamentos médicos convencionales son altamente inmunogénicos . Los experimentos iniciales con el nuevo pegamento sintético en animales no muestran respuesta inmunitaria. Sin embargo, dentro del cuerpo, el pegamento debe degradarse con el tiempo, idealmente a un ritmo similar al de la regeneración del hueso o tejido. Por lo tanto, las versiones degradables incluyen proteínas que son descompuestas por células especializadas. ^{[ 13 ]}

Otras especies que producen pegamentos subacuáticos incluyen ciertas especies de mejillones , ostras , percebes y larvas de tricópteros . ^{[ 13 ]}

• Contenido multimedia relacionado con Phragmatopoma californica en Wikimedia Commons
• "Phragmatopoma californica" . La enciclopedia de la vida .
• Fotografías de Peter J. Bryant
• Fotografías de la Universidad de Utah sobre gusanos constructores de castillos de arena e investigaciones relacionadas con materiales.
• Vídeo de la Universidad de Utah sobre un gusano construyendo un tubo.