Forskere har registreret, hvordan perlemor samler sig i en ideel struktur

Bløddyr bygger skaller for at beskytte deres bløde væv mod rovdyr. Perlemor, som er hav

organismer, der bruges til«konstruktion», har en kompleks og meget regulær struktur. Dette gør det til et utroligt slidstærkt materiale. Afhængigt af typen kan perlemor nå ti centimeter i længden. Uanset størrelse er hver perlemor sammensat af materialer deponeret i mange individuelle celler på flere forskellige steder samtidigt. Hvordan præcis denne meget periodiske og homogene struktur opstår fra den oprindelige lidelse, var ukendt indtil nu.

Forskere fra Zlotnikovs gruppeI samarbejde med European Synchrotron Radiation Laboratory (ESRF) i Grenoble så vi meget detaljeret på den indre struktur af tidlig og moden perlemor. Ved hjælp af synkrotron-baseret holografisk røntgen-nanotomografi var de i stand til at registrere væksten af ​​perlemor over tid. "Nacre er en ekstremt fin struktur med organiske grundstoffer mindre end 50 nm i størrelse. ID16A-strålelinjen ved ESRF gav os en hidtil uset mulighed for at visualisere Nacre i tre dimensioner, forklarer Igor Zlotnikov, PhD, leder af B CUBE-forskningsgruppen. "Kombinationen af ​​elektrontætte og højperiode uorganiske blodplader med tynde og tynde organiske overflader gør Nacre til en udfordrende struktur at afbilde. Kryogen billeddannelse hjalp os med at få den opløsning, vi havde brug for."

Afslut station på den holografiske røntgen-nanotomografikanal (ID16A) ved ESRF. Kredit: © Igor Zlotnikov

Det var ganske udfordrende at analysere dataene.Forskere har udviklet en segmenteringsalgoritme ved hjælp af neurale netværk og trænet den til at adskille forskellige lag af nacre. Således var de i stand til at spore, hvad der sker med strukturelle mangler, når perlemor vokser.

Tværsnit af skallen, der viser den periodisk lagede perlemor over skallenes prismatiske struktur. Kredit: © Igor Zlotnikov

Opførsel af strukturelle mangler ved vækstperlemor var uventet. Fejl i den modsatte retning af skruen blev tiltrukket af hinanden fra store afstande. Højre- og venstresidede mangler bevægede sig gennem strukturen, indtil de mødtes og neutraliserede hinanden. Disse begivenheder resulterede i synkronisering i hele vævet. Over tid tillod dette strukturen at udvikle sig til en fuldstændig korrekt og fejlfri.

Periodiske strukturer som perlemorer skabt af mange forskellige slags dyr. Forskerne mener, at den nyligt opdagede mekanisme ikke kun kunne kontrollere dannelsen af ​​perlemor, men også andre biogene strukturer.

Læs mere

Se hvordan månen dukkede op. Den gamle planet styrtede ned på jorden

Arkæologer har fundet en gammel begravelse på Krim. Der var en "billet" til efterlivet

Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder