Mokslininkai užfiksavo, kaip perlamutras susirenka į idealią struktūrą

Moliuskai stato kiautus, kad apsaugotų savo minkštuosius audinius nuo plėšrūnų. Perlamutras, kuri yra jūra

organizmai naudoja«statyba», turi sudėtingą ir labai taisyklingą struktūrą. Tai daro jį neįtikėtinai patvaria medžiaga. Priklausomai nuo rūšies, perlamutro ilgis gali siekti dešimtis centimetrų. Nepriklausomai nuo dydžio, kiekvienas perlamutras yra sudarytas iš medžiagų, nusodintų į daugybę atskirų ląstelių keliose skirtingose ​​vietose vienu metu. Kaip tiksliai ši labai periodiška ir vienalytė struktūra atsiranda dėl pradinio sutrikimo, iki šiol nebuvo žinoma.

Tyrėjai iš Zlotnikovo grupėsBendradarbiaudami su Europos sinchrotroninės spinduliuotės laboratorija (ESRF) Grenoblyje, mes labai išsamiai išnagrinėjome ankstyvojo ir subrendusio perlamutro vidinę struktūrą. Naudodami sinchrotronu pagrįstą holografinę rentgeno nanotomografiją, jie sugebėjo užfiksuoti perlamutro augimą laikui bėgant. „Perlamutras yra labai smulki struktūra, kurios organiniai elementai yra mažesni nei 50 nm. ESRF ID16A spindulio linija suteikė mums precedento neturinčią galimybę vizualizuoti perlamutrą trimis matmenimis, aiškina Igoris Zlotnikovas, mokslų daktaras, B CUBE tyrimų grupės vadovas. „Dėl elektronų tankių ir ilgo periodo neorganinių trombocitų ir plonų ir plonų organinių paviršių derinys perlamutro struktūra yra sudėtinga atvaizduoti. Kriogeninis vaizdavimas padėjo mums gauti reikiamą skiriamąją gebą.

ESRF holografinės rentgeno nanotomografijos (ID16A) kanalo galinė stotis. Autorius: © Igoris Zlotnikovas

Analizuoti duomenis buvo gana nelengva.Tyrėjai sukūrė segmentavimo algoritmą naudodami neuroninius tinklus ir mokė atskirti skirtingus perlamutrinius sluoksnius. Taigi jie galėjo atsekti, kas vyksta su struktūriniais defektais, kai auga perlamutrinė motina.

Korpuso skerspjūvis, parodantis periodiškai perlamutrinę perlamutrą per prizminę apvalkalo struktūrą. Autorius: © Igoris Zlotnikovas

Struktūrinių defektų elgesys augantperlamutras buvo netikėtas. Defektai priešinga varžto kryptimi buvo pritraukti vienas nuo kito iš didelių atstumų. Dešinės ir kairės pusės defektai judėjo per konstrukciją, kol susitiko ir neutralizavo vienas kitą. Šie įvykiai sukėlė sinchronizaciją visame audinyje. Laikui bėgant tai leido struktūrai išsivystyti į visiškai teisingą ir be defektų.

Periodinės struktūros, tokios kaip perlamutrasyra sukurta daugelio rūšių gyvūnų. Tyrėjai mano, kad neseniai atrastas mechanizmas galėtų kontroliuoti ne tik perlamutro, bet ir kitų biogeninių struktūrų susidarymą.

Skaityti daugiau

Pažiūrėkite, kaip pasirodė mėnulis. Senovės planeta rėžėsi į Žemę

Archeologai Kryme rado senovės laidojimą. Buvo „bilietas“ į pomirtinį pasaulį

Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams