Hagfish nejsou zdaleka mazliví. Růžoví stvoření podobající se úhořům sportovní řady zubatých hrotů kolem hrotů jim umožňují hrabat se do rozpadajících se zvířat, jako jsou červi ve špíně. Ale tyto podivné koule jsou úžasně úspěšné, schopné obývat řadu prostředí a dělaly tak relativně nezměněné po více než 300 milionů let. Jedním z klíčů k jejich úspěchu je důmyslný obranný mechanismus: sliz.
Když tito draví útočníci zaútočili na dravce, aktivují své slizové žlázy a ucpávají žábry svých nepřátel želatínovým glopem - sprejem druhu gooey pepř, který jim umožňuje uniknout bez zranění. Jen málo mořských tvorů je vybaveno tak, aby zpochybnilo tento slizký obranný systém. Nyní americké námořnictvo doufá, že se napojí na sílu slizu a syntetizuje umělou verzi, aby udrželi své potápěče v bezpečí.
Pokud dokážete překonat „ick“ faktor sliznatky, má mořská želatina mnoho žádoucích vlastností. Goo je vyrobeno z mikroskopických nekonečných vláken, a přestože jsou hubená vlákna tenčí než široká krevní buňka, jsou překvapivě silné. Jsou také extrémně dlouhé a prodlužují téměř šest palců. Ale vlastnost, která zaujala mnoho vědců - a upoutala pozornost vědců námořnictva -, je schopnost slizu expandovat. Jakmile se sliz smíchá s vodou, může podle Ryana Kincera, materiálového inženýra s Centrem pro námořní povrchovou válku v Panama City, vzrůst na téměř 10 000násobek svého původního objemu.
Josh Kogot, Michelle Kincer a Ryan Kincer předvádějí v laboratoři pružnost slizu vylučovaného z tichomořských hagfishů. (Fotka amerického námořnictva od Ron Newsome) Vědci námořnictva tvrdí, že izolovali geny, které kódují expanzní vlákna tvořící sliz, které jsou ve skutečnosti tvořeny dvěma samostatnými proteiny, vysvětluje Josh Kogot, výzkumný biochemik, který se na projektu podílí. Vložili tyto geny do dvou šarží bakterií E. coli, což umožnilo mikrobům vykonávat práci při produkci proteinů. Poté vymysleli způsob, jak tyto proteiny kombinovat a vytvořit slizová vlákna. Vědci dokázali potvrdit, že vlákna umělého slizu byla ve skutečnosti podobná skutečnému řešení tím, že je důkladně prozkoumala pod skenovacím elektronovým mikroskopem.
Je důležité si uvědomit, že námořnictvo nezveřejnilo žádný ze svých výsledků. A mohli zveřejnit pouze omezený počet podrobností o svém výzkumu kvůli „potenciálnímu duševnímu vlastnictví a možné dohodě o licencování technologií s průmyslovým partnerem“, napsala v e-mailu Katherine R. Mapp, referentka pro veřejné záležitosti s Námořním povrchovým válečným střediskem . Domnívají se však, že pokud dokážou ve vodě vytvořit slizovité napodobeniny, mohly by být použity jako ochranný štít pro potápěče námořnictva.
Nápad by spočíval v použití slizu, jako je tomu u hagfishů, a rozmístit jej před blížícími se predátory. Klíčem, říká Kincer, by bylo udržet komponenty slizu v uzavřené poloze mimo vodu, dokud ho potápěč nebude muset rozmístit. Možná by to mohlo být v láhvi typu pepřového spreje, nebo by to mohlo být nějak začleněno do potápěčského obleku. Tým však vidí mnoho dalších možností pro sliz, jako je bio-alternativa k Kevlaru, říká Kogot.
Kogot, biochemik, zobrazuje vzorek syntetického slizu žraloka obecného vytvořeného z alfa a gama bílkovin tichomořského. (Fotka amerického námořnictva od Ron Newsome) Jak se vlastně tvoří sliz? Vědci stále zpracovávají podrobnosti. Ale objevili, že sliz je vyroben z kombinace dvou hlavních složek, dua proteinových filamentů (což se snaží námořnictvo napodobit) a sliznice (želatina, která dává slizu a slinám jeho kluzkou texturu). V gagúnu jsou vlákna obsažena v tenkých buněčných membránách navinutých „jako koule vlny“, říká Lukas Böni, výzkumný pracovník v ETH Curych, který studuje sliz pro své potenciální aplikace v potravinářském průmyslu jako alternativu k komerčním želatinám, které Nevyžaduje vytápění. Drobné vláknité svazky jsou umístěny vedle balíčků hlenu v asi 150 slizových pórech, které stezky dolů po obou stranách těla hagfish.
Když se hagfish cítí ohrožen, zkrátí tyto póry a uvolní kuličky slizových vláken a hlenových bublin. Když dopadnou na vodu, membrány se roztrhnou a pevně vinutá vlákna se roztáhnou.
"A to je místo, kde naše porozumění končí, " říká Douglas Fudge, výzkumník na Chapman University v Kalifornii, který odhalil překvapivé vlastnosti biovláken a přitom zkoumal své doktorské studium. Některá vlákna se prolínají se hlenem a vytvářejí slizkou podvodní síť, která je většinou tvořena vodou. Zdá se, že vlákna „tvoří podvodní pavučinu“, říká Böni, který se na práci námořnictva nezúčastňuje.
Kincer táhne sliz z Pacifik hagfish v síti. (Fotka amerického námořnictva od Ron Newsome) Fudge, který se také nepodílí na práci námořnictva, a jeho tým stále rozmotávají, jak k expanzi skutečně dochází. Zjistit, že tento konečný proces míchání by bylo velkou překážkou pro skutečné využití slizu jako obrany. Dalším potenciálním problémem by bylo zachování. Böni a jeho tým stabilizují sliz bahenní, než se smísí s vodou za použití oleje nebo citrátového pufru, ale i tak jsou komponenty dobré jen na dny nebo možná týdny.
Vědci námořnictva nejsou ani zdaleka první, kdo by využil vlastností této neobvyklé látky. V roce 2015 syntetizovala skupina v Singapuru proteinová vlákna pomocí podobné metody a vložila geny proteinu do bakterií E. coli . Fudgeova výzkumná skupina se také zajímá o napodobování slizu, ale místo aby vytvořil vlákna, chce znovu vytvořit goo jako celek, aby lépe pochopil, jak se formuje.
"Jsme opravdu zaměřeni na tuto otázku rozmístění - jak to jde od koncentrovaných látek v žlázách k jeho expanzi v mořské vodě, " říká Fudge.
I když stále existuje mnoho překážek, které synteticky produkují sliz ve velkých množstvích, mnozí vidí tuto viskózní látku jako eko-materiál budoucnosti, s potenciálními aplikacemi v oděvu, odpuzovačích žraloků a potravě.
Takže ovládej ten roubí reflex.
"Jedl jsem to jednou, " říká Böni. "Chutná to jako mořská voda."
