Zęby “wędrownego klopsa” zawierają rzadki minerał występujący tylko w skałach

Twarde, magnetyczne zęby skórzastego, czerwono-brązowego mięczaka o przydomku “wędrowny klops” posiadają rzadki minerał, wcześniej spotykany tylko w skałach. Minerał może pomóc mięczakowi – gigantycznemu chitonowi pacyficznemu (Cryptochiton stelleri) – połączyć jego miękkie mięso z twardymi zębami, których używa do żerowania na skalistych wybrzeżach, donoszą naukowcy w Proceedings of the National Academy of Sciences.

C. stelleri jest największym chitonem na świecie, osiągającym do około 35 centymetrów długości. Wyposażony jest w kilkadziesiąt rzędów zębów na smukłym, giętkim, przypominającym język wyrostku zwanym radulą, którego używa do zeskrobywania glonów ze skał. Te zęby są pokryte magnetytem, najtwardszym i najsztywniejszym znanym biominerałem do tej pory: jest aż trzy razy twardszy niż ludzkie szkliwo i skorupy mięczaków.

C. stelleri używa swojej raduli, struktury przypominającej język (na zdjęciu), najeżonej twardymi magnetycznymi zębami (ciemne obiekty), do żerowania na skałach. Ten złożony obraz przedstawia stadia rozwoju raduli, od najwcześniejszego (po lewej) do najpóźniejszego (po prawej). NORTHWESTERN UNIVERSITY

Materiałoznawca Derk Joester wraz z kolegami przeanalizował te zęby za pomocą wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich z Advanced Photon Source w Argonne National Laboratory w Lemont, Illinois. Odkryli, że interfejs między zębami a ciałem zawiera nanocząsteczki santabarbaraitu, minerał o dużej zawartości żelaza, nigdy wcześniej nie spotykany w żywym organizmie.

Te nanocząsteczki pomagają podstawom zębów zmieniać twardość i sztywność co najmniej dwa razy w odległości zaledwie kilkuset mikrometrów — kilka razy większej od średniej szerokości ludzkiego włosa. Dzięki temu struktury te stanowią pomost pomiędzy twardymi i miękkimi częściami ciała mięczaka. Teraz, gdy santabarbarait został znaleziony w jednym organizmie, badacze sugerują, by szukać go w skórkach owadów i bakteriach, które wyczuwają pola magnetyczne.

Zęby C. stelleri na podobnym do języka narządzie, widoczne w zbliżeniu na tym obrazie ze skaningowego mikroskopu elektronowego, pomagają mięczakowi zeskrobać glony ze skał. NORTHWESTERN UNIVERSITY

Wykorzystując nanocząsteczki minerału podobnego do santabarbaraitu, naukowcy wydrukowali również metodą 3D mocne, lekkie materiały o różnym stopniu twardości i sztywności. Te kompozyty mogą znaleźć zastosowanie w miękkiej robotyce, w tym w łączeniu miękkich i twardych części w robotach, które mogą przeciskać się przez przeszkody, których konwencjonalne roboty nie mogą pokonać dzięki swoim sztywnym częściom, mówi Joester z Northwestern University w Evanston, Illinois.

Źródło: Charles Q. Choi

L. Stegbauer et alPersistent polyamorphism in the chiton tooth: From a new biomineral to inks for additive manufacturingProceedings of the National Academy of Sciences. Published online May 31, 2021. doi: 10.1073/pnas.2020160118.

J.C. Weaver et alAnalysis of an ultra hard magnetic biomineral in chiton radular teethMaterials Today. Vol. 13, January–February 2010, p. 42. doi: 10.1016/S1369-7021(10)70016-X.

G. Pratesi et alSantabarbaraite: a new amorphous phosphate mineralEuropean Journal of Mineralogy. Vol. 15, February 18, 2003, p. 185. doi: 10.1127/0935-1221/2003/0015-0185.

Zdjęcie: FLICKR

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x