Znanstvenici su zabilježili kako se sedef sastavlja u idealnu strukturu

Mekušci grade školjke kako bi zaštitili svoja meka tkiva od grabežljivaca. Sedef, koji je more

organizmi koriste za«konstrukcija», ima složenu i vrlo pravilnu strukturu. To ga čini nevjerojatno izdržljivim materijalom. Ovisno o vrsti, sedef može doseći nekoliko desetaka centimetara duljine. Bez obzira na veličinu, svaki sedef sastoji se od materijala položenih u mnogo pojedinačnih stanica na nekoliko različitih lokacija istovremeno. Kako točno ova vrlo periodična i homogena struktura proizlazi iz početnog poremećaja do sada je bilo nepoznato.

Istraživači iz Zlotnikove grupeU suradnji s Europskim laboratorijem za sinkrotronsko zračenje (ESRF) u Grenobleu, vrlo smo detaljno proučili unutarnju strukturu ranog i zrelog sedefa. Koristeći holografsku rendgensku nanotomografiju temeljenu na sinkrotronu, uspjeli su zabilježiti rast sedefa tijekom vremena. “Sedef je iznimno fina struktura s organskim elementima manjim od 50 nm. Linija zraka ID16A na ESRF-u pružila nam je priliku bez presedana da vizualiziramo sedef u tri dimenzije, objašnjava dr. Igor Zlotnikov, voditelj istraživačke grupe B CUBE. “Kombinacija anorganskih pločica s elektronskom gustoćom i visokim periodom s tankim i tankim organskim površinama čini sedef strukturom koja je izazovna za slikanje. Kriogeno snimanje pomoglo nam je da dobijemo razlučivost koja nam je bila potrebna.”

Krajnja stanica na kanalu holografske rentgenske nanotomografije (ID16A) na ESRF-u. Zasluge: © Igor Zlotnikov

Analiza podataka bila je prilično izazovna.Istraživači su razvili algoritam segmentacije pomoću neuronskih mreža i osposobili ga za odvajanje različitih slojeva sedefa. Tako su uspjeli pratiti što se događa sa strukturnim nedostacima kako raste sedef.

Poprečni presjek ljuske prikazuje periodično slojevit sedef nad prizmatičnom strukturom ljuske. Zasluge: © Igor Zlotnikov

Ponašanje strukturnih nedostataka u uzgojusedef je bio neočekivan. Nedostaci u suprotnom smjeru vijka privukli su se međusobno s velikih udaljenosti. Desnostrani i lijevi defekti kretali su se kroz strukturu sve dok se nisu sreli i međusobno neutralizirali. Ti su događaji rezultirali sinkronizacijom u cijelom tkivu. S vremenom je to omogućilo da se struktura razvije u potpuno ispravnu i bez nedostataka.

Periodične strukture poput sedefastvaraju mnoge različite vrste životinja. Istraživači vjeruju da bi nedavno otkriveni mehanizam mogao kontrolirati ne samo stvaranje sedefa, već i druge biogene strukture.

Čitaj više

Pogledajte kako se pojavio mjesec. Drevni planet srušio se na Zemlju

Arheolozi su pronašli drevni pokop na Krimu. Postojala je „karta“ za zagrobni život

Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi