Зубы рачков удивили биологов
Ученые установили, что разламывать кварцевые оболочки водорослей веслоногие рачки научились благодаря эластичному белку ресайлину, входящему в состав их зубов. Работа опубликована в журнале Scientific Reports, ее краткое содержание приводит Nature News.
Конечности рачков Centropages hamatus ученые рассматривали под сканирующим электронным микроскопом. Содержание в них различных химических элементов определяли с помощью анализа рассеяния рентгеновских лучей, а содержание белков определяли с помощью специальных красителей.
Оказалось, что зубы (наружные части жевательных конечностей) веслоногих обладали двуслойным строением. Сверху они были покрыты слоем обогащенного оксидом кремния хитина, а под ним находилось большое количество ресайлина.
Ресайлин обладает уникальными эластичными свойствами среди биологических материалов. При его сжатии и растяжении практически не происходит потерь энергии - всего три ее процента превращается в тепло. Именно ресайлин позволяет блохам накапливать механическую энергию и совершать мощные прыжки. Он содержится в сочленениях крыльев летающих насекомых и в голенях кузнечиков. Ученые даже предлагали использовать искусственно полученный белок для создания протезов межпозвоночных дисков.
С механической точки зрения строение зубов у веслоногих оказалось похожим на позвоночных. У высших животных твердые, но хрупкие зубы тоже погружены в эластичный материал (десны), защищающий их от повреждения. Главное различие заключается в том, что эластичность десен у позвоночных не так совершенна, как у членистоногих.
Необычные механические свойства недавно обнаружили и у других членистоногих - ротоногих рачков, которые разбивают специальными молоточками раковины моллюсков. Оказалось, что эти органы имеют необычную композитную структуру. Волокна хитина в одной из зон молоточка расположены тяжами, направление которых спирально вращается. Благодаря такому строению, молоточки способны выдерживать очень большие нагрузки не растрескиваясь. Работа ученых заинтересовала военных и производителей брони.