Naukowcy odnotowali, jak macica perłowa układa się w idealną strukturę

Mięczaki budują muszle, aby chronić swoje tkanki miękkie przed drapieżnikami. Matka perłowa, czyli morze

organizmy do czego służą„konstrukcja”, ma złożoną i bardzo regularną strukturę. Dzięki temu jest to niezwykle trwały materiał. W zależności od rodzaju masa perłowa może osiągnąć dziesiątki centymetrów długości. Niezależnie od wielkości, każda masa perłowa składa się z materiałów osadzonych w wielu pojedynczych komórkach w kilku różnych miejscach jednocześnie. Do tej pory nie było wiadomo, w jaki sposób ta wysoce okresowa i jednorodna struktura powstaje z początkowego nieporządku.

Badacze z grupy ZłotnikowaWe współpracy z Europejskim Laboratorium Promieniowania Synchrotronowego (ESRF) w Grenoble szczegółowo przyjrzeliśmy się wewnętrznej strukturze wczesnej i dojrzałej masy perłowej. Wykorzystując holograficzną nanotomografię rentgenowską opartą na synchrotronie, udało im się zarejestrować wzrost masy perłowej w czasie. „Materiał perłowy to niezwykle drobna struktura zawierająca elementy organiczne o wielkości mniejszej niż 50 nm. Linia świetlna ID16A w ESRF zapewniła nam bezprecedensową możliwość wizualizacji masy perłowej w trzech wymiarach, wyjaśnia dr Igor Zlotnikov, kierownik grupy badawczej B CUBE. „Połączenie nieorganicznych płytek krwi o dużej gęstości elektronowej i długotrwałych z cienkimi i cienkimi powierzchniami organicznymi sprawia, że ​​masa perłowa jest strukturą wymagającą sfotografowania. Obrazowanie kriogeniczne pomogło nam uzyskać wymaganą rozdzielczość”.

Stacja końcowa na kanale holograficznej nanotomografii rentgenowskiej (ID16A) w ESRF. Źródło: © Igor Zlotnikov

Analiza danych była dość trudna.Naukowcy opracowali algorytm segmentacji wykorzystujący sieci neuronowe i wyszkolili go w celu oddzielania różnych warstw masy perłowej. W ten sposób byli w stanie prześledzić, co dzieje się z defektami strukturalnymi w miarę wzrostu masy perłowej.

Przekrój muszli ukazujący okresowo warstwowaną masę perłową na pryzmatycznej strukturze muszli. Źródło: © Igor Zlotnikov

Zachowanie się wad strukturalnych w okresie wzrostumasa perłowa była nieoczekiwana. Defekty w przeciwnym kierunku śruby przyciągały się do siebie z dużych odległości. Defekty prawostronne i lewostronne przemieszczały się przez konstrukcję, aż spotkały się i zneutralizowały. Te zdarzenia spowodowały synchronizację w całej tkance. Z biegiem czasu pozwoliło to rozwinąć się konstrukcji w całkowicie poprawną i wolną od wad.

Struktury okresowe, takie jak masa perłowasą tworzone przez wiele różnych gatunków zwierząt. Naukowcy są przekonani, że niedawno odkryty mechanizm może kontrolować nie tylko tworzenie się macicy perłowej, ale także innych struktur biogennych.

Czytaj więcej

Zobacz, jak pojawił się księżyc. Starożytna planeta uderzyła w Ziemię

Archeolodzy znaleźli starożytny pochówek na Krymie. Był „bilet” do zaświatów

Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić