Интересное

Загадка зубов «блуждающих мясных» моллюсков

В зубах хитонов обнаружили сантабарбараит – минерал, который до этого встречался разве что в скалах. Это открытие может вдохновить ученых на создание материалов для мягкой робототехники.

Хитоны, или панцирные моллюски – это такой класс морских моллюсков, которые могут похвастать распространением по всему Мировому океану и большим видовым разнообразием. У этих моллюсков овальное тело, которое со спинной стороны надежно укрыто раковиной из восьми подвижно сочлененных известковых пластин. Они позволяют животному в случае опасности свернуться клубком.

Крупнейший представитель хитонов – тихоокеанский криптохитон Стеллера (Cryptochiton stelleri). Эти существа вырастают до 43 сантиметров в длину, а их вес может достигать 2 кг. При этом криптохитоны выглядят не столько как моллюски, сколько как ползучие куски мяса, невесть зачем оказавшиеся на морском дне (из-за чего в англоязычных странах к этим животным прилипло прозвище «блуждающий мясной рулет»). 

Недавно криптохитон Стеллера привлек ученых своей необычной особенностью. В зубах этого животного был обнаружен сантабарбараит – аморфный минерал, представляющий собой водный фосфат трехвалентного железа с гидроксилом. Это соединение никогда раньше не встречалось в живых организмах. 

Криптохитон Стеллера имеет несколько десятков рядов зубов, расположенных на тонком, гибком, похожем на язык отростке, называемом радула. Моллюск использует свои зубы для соскабливания водорослей с камней, которыми он питается. Ранее было известно, что зубы криптохитона покрыты магнетитом, самым твердым и жестким из известных сегодня биоминералов, который в три раза тверже человеческой эмали и раковин моллюсков. 

Northwestern University

C. stelleri использует свою радулу, язычковую структуру, усеянную твердыми магнитными зубами, чтобы пастись на камнях. Это составное изображение показывает стадии развития радулы от самой ранней (слева) до самой поздней (справа).

Ученый-материаловед Дерк Джостер и его коллеги проанализировали зубы криптохитона с помощью высокоэнергетического рентгеновского излучения из усовершенствованного источника фотонов в Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс. Они обнаружили, что поверхность раздела между зубами и плотью содержала наночастицы сантабарбараита. 

Эти наночастицы помогают основам зубов различаться по твердости и жесткости как минимум в два раза на расстоянии всего в несколько сотен микрометров. Такие вариации позволяют этим структурам соединять твердые и мягкие части тела моллюска. 

Northwestern University

Зубы язычкового органа C. stelleri крупным планом. Изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа

Теперь, когда сантабарбараит был обнаружен в живом организме, исследователи предлагают искать его в кутикуле насекомых и бактериях, которые чувствуют магнитные поля.

Используя наночастицы минерала, подобного сантабарбараиту, ученые также напечатали трехмерные прочные и легкие материалы различной твердости и жесткости. Эти композиты могут найти применение в мягкой робототехнике, сообщают исследователи. 

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть