https://frosthead.com

Struktury nanoscale dávají dračímu jejich strašlivé, neviditelné zuby

Hluboké moře je temné a plné děsů, ale možná nejděsivějším stvořením je dragonfish, jet-black creater s vyčnívající čelistí plnou zubovitých zubů. Je však nepravděpodobné, že si ostatní stvoření propasti všimnou i ústa obrovských chomperů, až bude příliš pozdě. Je to proto, že nadměrné zuby ryb jsou průhledné, takže jsou pod vodou neviditelné.

Nová studie publikovaná v časopise Matter se nyní hlouběji zabývala strukturou těchto jedinečných zubů u jednoho druhu drakounů, Aristostomias scintillans, a zjistila, že zuby jsou vyrobeny z materiálu, který může mít aplikace, které nezachycují další jídlo draků.

Dragonfish jsou vlastně docela působivé: mohou být kratší než stopa dlouhé a trochu pomalé, ale stále jsou vrcholovým predátorem ve své hluboké temné vrstvě oceánu asi 1600 stop pod povrchem. Jejich tryskově černá těla a průhledné zuby je udržují nepostřehnutelné, pokud nejsou osvětleny bioluminiscenčními orgány podél jejich těla a čelisti. Zůstává však mnoho záhad o rybách, včetně toho, z čeho jsou ty zuby stealth-stvořeny.

"Většinu času tráví seděním s otevřenými čelistmi a čekají na něco, co přijde, " říká v tiskové zprávě první autor Audrey Velasco-Hogan, inženýrský postgraduální student na Kalifornské univerzitě v San Diegu. "Jejich zuby jsou vždy odkryté, takže je důležité, aby byly průhledné, aby neodrážely nebo rozptylovaly žádné bioluminiscenční světlo z okolí."

Velasco-Hogan a mezinárodní spolupráce vědců pochopili fungování zubů pomocí elektronové mikroskopie a dalších zobrazovacích technik na nanostrukturu chrupu ryb.

Ukázalo se, že zuby dračích ryb jsou v podstatě zvláštní variantou konvenčních perleťově bílých. Stejně jako většina chomperů mají i dračí rybky dvě vnější vrstvy: vnější skořepinu skloviny a vnitřní vrstvu dentinu, která je obvykle složena z tubulů spojujících sklovinu, nervových buněk a krevních cév ve středu zubu.

Ale zprávy Wudan Yan v The New York Times , dračí rybí sklovina je posetá malými krystaly vyrobenými z hydroxyapatitu, jen 5 až 20 nanometrů v průměru. Krystaly jsou strukturovány tak, že brání rozptylu světla ze zubů. Dentin je také neobvyklý, protože neobsahuje tubuly z mikročástic, které rozptylují světlo a zviditelňují jej, ale místo toho jsou vyrobeny z nanoscalových tyčí dentinu. Materiál v podstatě není superexotický, ale jeho struktura je.

"Zpočátku jsme si mysleli, že zuby byly vyrobeny z jiného, ​​neznámého materiálu." Zjistili jsme však, že jsou vyrobeny ze stejných materiálů jako naše lidské zuby: hydroxyapatit a kolagen, “říká hlavní autor Marc Meyers, také UCSD, Jeremy Rehm z Associated Press. „Jejich organizace se však výrazně liší od organizace ostatních ryb a savců. To pro nás bylo překvapením: stejné stavební bloky, různé stupnice a hierarchie. Příroda je ve své genialitě úžasná. “

Na úrovni mikroskopu, na úrovni, ve které je většina zubů strukturována, může světlo interagovat a odrážet molekuly, což vede k pěknému zářivě bílému úsměvu, říká Meyers Gizmodovi Ed Cara. Když jsou však struktury uspořádány na úrovni nanočástic, světlo prochází často bez interakce.

"[W] slepice vlastnosti většiny jakéhokoli materiálu jsou velmi, velmi malé, světlo se nerozptýlí ani nenarazí - prostě to prochází, " říká Meyers.

Největší biologická cesta ze studie je zcela zřejmá: dragonfish pravděpodobně vyvinul tyto jedinečné tajné chompery, aby se stali účinnějšími predátory. Tato zjištění však zajímají i vědce o materiálech. Objevené nanostruktury by mohly být použity k vývoji nových průhledných materiálů, jak říká vědec materiálů Chih-Hao Chang ze Severní Karolíny státní univerzity, který se studie nezúčastnil.

"Biomimetika poskytla technikům mnoho inspirací, a to je další skvělý příklad, " říká. "Je to jen ukázat, jak krásná příroda je všude kolem nás, a to může být opravdu obohacující podívat se blíže."

Gizmodo 's Cara hlásí, že tým má nyní zájem dozvědět se, jak tvrdé jsou zuby draků. Pokud jsou silné, mohl by výzkum vést k vývoji nového typu odolného, ​​průhledného skla nebo keramiky.

A pokud se dračí rybí zuby nevysunou, je v moři více ryb. AP Rehm hlásí, že tým má také zájem analyzovat chompery jiných hlubinných ryb s průhlednými zuby, včetně ryb mořských a hatchetfish.

Struktury nanoscale dávají dračímu jejich strašlivé, neviditelné zuby