Forskere har registrert hvordan perlemor samler seg i en ideell struktur

Bløtdyr bygger skjell for å beskytte sitt myke vev mot rovdyr. Perlemor, som er hav

organismer brukes til«konstruksjon», har en kompleks og veldig regelmessig struktur. Dette gjør det til et utrolig slitesterkt materiale. Avhengig av typen kan perlemor nå titalls centimeter i lengde. Uavhengig av størrelse, er hver perlemor sammensatt av materialer avsatt i mange individuelle celler på flere forskjellige steder samtidig. Hvordan nøyaktig denne svært periodiske og homogene strukturen oppstår fra den første lidelsen var ukjent før nå.

Forskere fra Zlotnikovs gruppeI samarbeid med European Synchrotron Radiation Laboratory (ESRF) i Grenoble, så vi i stor detalj på den interne strukturen til tidlig og moden perlemor. Ved å bruke synkrotron-basert holografisk røntgen-nanotomografi var de i stand til å registrere veksten av perlemor over tid. "Nacre er en ekstremt fin struktur med organiske elementer mindre enn 50 nm i størrelse. ID16A-strålelinjen ved ESRF ga oss en enestående mulighet til å visualisere Nacre i tre dimensjoner, forklarer Igor Zlotnikov, PhD, leder for B CUBE-forskningsgruppen. "Kombinasjonen av elektrontette og høyperiode uorganiske blodplater med tynne og tynne organiske overflater gjør Nacre til en utfordrende struktur å avbilde. Kryogen avbildning hjalp oss med å få oppløsningen vi trengte."

Endestasjon på den holografiske røntgen-nanotomografikanalen (ID16A) ved ESRF. Kreditt: © Igor Zlotnikov

Det var ganske utfordrende å analysere dataene.Forskerne utviklet en segmenteringsalgoritme ved hjelp av nevrale nettverk og trente den til å skille forskjellige lag med perlemor. Dermed klarte de å spore hva som skjer med strukturelle mangler når perlemor vokser.

Tverrsnitt av skallet som viser den periodiske perlemor over den prismatiske strukturen til skallet. Kreditt: © Igor Zlotnikov

Oppførsel av strukturelle mangler i vekstperlemor var uventet. Feil i motsatt retning av skruen ble tiltrukket av hverandre fra store avstander. Høyresidige og venstresidige feil beveget seg gjennom strukturen til de møttes og nøytraliserte hverandre. Disse hendelsene resulterte i synkronisering i hele vevet. Over tid tillot dette strukturen å utvikle seg til en helt korrekt og feilfri.

Periodiske strukturer som perlemorer skapt av mange forskjellige slags dyr. Forskerne mener at den nylig oppdagede mekanismen ikke bare kunne kontrollere dannelsen av perlemor, men også andre biogene strukturer.

Les mer

Se hvordan månen dukket opp. En gammel planet krasjet inn i jorden

Arkeologer har funnet en eldgammel begravelse på Krim. Det var en "billett" til etterlivet

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde