Vědci zaznamenali, jak se perleť sestavuje do ideální struktury

Měkkýši si staví ulity, aby chránili své měkké tkáně před predátory. Matka perly, což je moře

organismy využívají k«konstrukce», má složitou a velmi pravidelnou strukturu. Díky tomu je neuvěřitelně odolný materiál. V závislosti na typu může perleť dosahovat délky desítek centimetrů. Bez ohledu na velikost se každá perleť skládá z materiálů uložených v mnoha jednotlivých buňkách na několika různých místech současně. Jak přesně tato vysoce periodická a homogenní struktura vzniká z počáteční poruchy, bylo dosud neznámé.

Výzkumníci ze Zlotnikovovy skupinyVe spolupráci s European Synchrotron Radiation Laboratory (ESRF) v Grenoblu jsme se velmi podrobně podívali na vnitřní strukturu rané a zralé perleti. Pomocí holografické rentgenové nanotomografie na bázi synchrotronu byli schopni zaznamenat růst perleti v průběhu času. „Nacre je extrémně jemná struktura s organickými prvky o velikosti menší než 50 nm. Paprsek ID16A v ESRF nám poskytl bezprecedentní příležitost vizualizovat perleť ve třech rozměrech, vysvětluje Igor Zlotnikov, PhD, vedoucí výzkumné skupiny B CUBE. „Kombinace elektronově hustých a vysokoperiodických anorganických destiček s tenkými a tenkými organickými povrchy dělá z perleti náročnou strukturu pro zobrazení. Kryogenní zobrazování nám pomohlo získat rozlišení, které jsme potřebovali.“

Koncová stanice na kanálu holografické rentgenové nanotomografie (ID16A) na ESRF. Uznání: © Igor Zlotnikov

Analýza dat byla docela náročná.Vědci vyvinuli segmentační algoritmus pomocí neuronových sítí a trénovali jej k oddělení různých vrstev perleti. Byli tedy schopni sledovat, co se stane se strukturálními vadami, jak perleťová matka roste.

Průřez pláštěm zobrazující periodicky vrstvený perleti nad hranolovou strukturou pláště. Uznání: © Igor Zlotnikov

Chování strukturálních vad při pěstovánímatka perel byla nečekaná. Poruchy v opačném směru šroubu byly k sobě přitahovány z velké vzdálenosti. Pravostranné a levostranné defekty se pohybovaly strukturou, dokud se nesetkaly a navzájem se neutralizovaly. Tyto události vedly k synchronizaci v celé tkáni. Postupem času to umožnilo, aby se struktura vyvinula do zcela správné a bezchybné.

Periodické struktury jako perleťjsou vytvářeny mnoha různými druhy zvířat. Vědci se domnívají, že nedávno objevený mechanismus by mohl řídit nejen tvorbu perleti, ale také další biogenní struktury.

Přečtěte si více

Podívejte se, jak se objevil měsíc. Starověká planeta narazila do Země

Archeologové našli starověký pohřeb na Krymu. Byl tam „lístek“ do posmrtného života

Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí