Учените са записали как седефът се събира в идеална структура

Мекотелите изграждат черупки, за да защитят меките си тъкани от хищници. Седеф, който е море

организмите използват за«конструкция», има сложна и много правилна структура. Това го прави невероятно издръжлив материал. В зависимост от вида, седефът може да достигне десетки сантиметри дължина. Независимо от размера, всеки седеф е съставен от материали, отложени в много отделни клетки на няколко различни места едновременно. Как точно тази силно периодична и хомогенна структура възниква от първоначалното разстройство беше неизвестно досега.

Изследователи от групата на ЗлотниковВ сътрудничество с Европейската лаборатория за синхротронно лъчение (ESRF) в Гренобъл, ние разгледахме много подробно вътрешната структура на ранния и зрял седеф. Използвайки базирана на синхротрон холографска рентгенова нанотомография, те успяха да запишат растежа на седефа с течение на времето. „Седефът е изключително фина структура с органични елементи с размер под 50 nm. Линията на лъч ID16A в ESRF ни предостави безпрецедентна възможност да визуализираме седефа в три измерения, обяснява д-р Игор Злотников, ръководител на изследователската група B CUBE. „Комбинацията от електронно-плътни и високопериодични неорганични пластинки с тънки и тънки органични повърхности прави седефа предизвикателна структура за изобразяване. Криогенното изображение ни помогна да получим разделителната способност, от която се нуждаехме.“

Крайна станция на канала за холографска рентгенова нанотомография (ID16A) при ESRF. Кредит: © Игор Злотников

Анализът на данните беше доста предизвикателен.Изследователите разработиха алгоритъм за сегментиране с помощта на невронни мрежи и го обучиха да отделя различни слоеве от седеф. По този начин те успяха да проследят какво се случва със структурните дефекти, докато седефът расте.

Напречно сечение на черупката, показващо периодично наслоения седеф върху призматичната структура на черупката. Кредит: © Игор Злотников

Поведение на структурни дефекти при отглежданеседеф беше неочакван. Дефектите в обратната посока на винта бяха привлечени един от друг от голямо разстояние. Дясните и левите дефекти се движеха през конструкцията, докато се срещнат и неутрализират един друг. Тези събития доведоха до синхронизация в цялата тъкан. С течение на времето това позволи на конструкцията да се превърне в напълно правилна и без дефекти.

Периодични структури като седефса създадени от много различни видове животни. Изследователите смятат, че наскоро откритият механизъм би могъл да контролира не само образуването на седеф, но и други биогенни структури.

Прочетете още

Вижте как се появи луната. Древна планета се разби в Земята

Археолозите са открили древно погребение в Крим. Имаше „билет“ за отвъдното

Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат