Oamenii de știință au înregistrat modul în care sideful se adună într-o structură ideală

Moluștele construiesc cochilii pentru a-și proteja țesuturile moi de prădători. sidef, care este mare

organismele folosesc pentru«construcții», are o structură complexă și foarte regulată. Acest lucru îl face un material incredibil de durabil. În funcție de tip, nacru poate ajunge la zeci de centimetri în lungime. Indiferent de dimensiune, fiecare nacru este compusă din materiale depuse în mai multe celule individuale în mai multe locații diferite simultan. Cum exact această structură extrem de periodică și omogenă ia naștere din tulburarea inițială a fost necunoscut până acum.

Cercetători din grupul lui ZlotnikovÎn colaborare cu Laboratorul European de Radiații Sincrotron (ESRF) din Grenoble, am analizat în detaliu structura internă a nacrei timpurii și mature. Folosind nanotomografie holografică cu raze X pe bază de sincrotron, aceștia au reușit să înregistreze creșterea nacrei în timp. „Nacru este o structură extrem de fină, cu elemente organice mai mici de 50 nm. Linia de lumină ID16A de la ESRF ne-a oferit o oportunitate fără precedent de a vizualiza nacru în trei dimensiuni, explică Igor Zlotnikov, dr., șeful grupului de cercetare B CUBE. „Combinația de trombocite anorganice cu densitate de electroni și de perioadă înaltă cu suprafețe organice subțiri și subțiri face ca nacra să fie o structură provocatoare pentru imagine. Imaginile criogenice ne-au ajutat să obținem rezoluția de care aveam nevoie.”

Stație finală pe canalul holografic de nanotomografie cu raze X (ID16A) la ESRF. Credit: © Igor Zlotnikov

Analiza datelor a fost destul de provocatoare.Cercetătorii au dezvoltat un algoritm de segmentare folosind rețele neuronale și l-au instruit pentru a separa diferite straturi de sidef. Astfel, au reușit să urmărească ceea ce se întâmplă cu defectele structurale pe măsură ce mama sidefului crește.

Secțiunea transversală a cochiliei care prezintă sideful stratificat periodic peste structura prismatică a cochiliei. Credit: © Igor Zlotnikov

Comportamentul defectelor structurale în creșteresideful a fost neașteptat. Defectele în direcția opusă șurubului au fost atrase unul de celălalt de la distanțe mari. Defectele din partea dreaptă și din partea stângă s-au deplasat prin structură până când s-au întâlnit și s-au neutralizat reciproc. Aceste evenimente au dus la sincronizarea în țesut. În timp, acest lucru a permis structurii să se dezvolte într-una complet corectă și fără defecte.

Structuri periodice precum sidefsunt create de multe feluri diferite de animale. Cercetătorii consideră că mecanismul descoperit recent ar putea controla nu numai formarea sidefului, ci și alte structuri biogene.

Citeste mai mult

Vedeți cum a apărut luna. Planeta antică s-a prăbușit în Pământ

Arheologii au găsit o înmormântare antică în Crimeea. Era un „bilet” pentru viața de apoi

Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște