Почему у моллюска хитона самые крепкие в мире зубы?

Cryptochiton stelleri — вид моллюсков, известный как хитон. Его еще называют «блуждающим мясным рулетом» за красновато-коричневый цвет и яйцевидную форму. Но на этом странности не заканчиваются:  зубы моллюска сделаны из минерала на основе железа, ранее встречавшегося только в горных породах.

В таксономической группе, которая включает осьминогов и устриц, не так-то просто выделиться своей странностью. Двигаясь на одной мускулистой ноге и питаясь водорослями, бактериями, а иногда и мелкими беспозвоночными, хитоны в целом не так-то уж отличаются от морских улиток. Но их зубы действительно удивляют.

Cryptochiton stelleri в дикой природе — вот почему его прозвали «блуждающий мясной рулет».

Чтобы добыть пищу, хитоны скребут зубами о камни, к которым прикреплены. Когда зубы изнашиваются, на их месте вырастают новые. Однако в любом случае для такой работы зубы должны быть уникально прочными. Выяснилось, что хитоны научились вырабатывать дин из самых твердых материалов, известных науке, и прикреплять его к мягкой радуле, напоминающей язык.

Такая комбинация сверхтвердого объекта, поддерживаемого живым амортизатором, работает очень хорошо, но остается вопрос, каким способом твердое прикреплено к мягкому.

Фото: Northwestern UniversityФрагмент радулы. Видны сверхпрочные зубы и мягкие ткани.

Группа биологов из Северо-Западного университета в Иллинойсе с помощью электронного микроскопа изучила зубы C.stelleri и опубликовала результаты в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Было обнаружено, что зубы хитонов упрочнены аморфным минералом, известным как сантабарбараит — гидроксифосфатом железа (FeOH)₃(PO₄)₂. Ранее этот минерал встречался только в геологических образцах в крошечных количествах, и никогда — в биологический объектах.

Пятна сантабарбараита распространяются через  полую структуру, которая соединяет головку зуба с радулой. Эту полую структуру можно сравнить с корнем человеческого зуба. В результате, верхняя часть зуба в 3–8 раз тверже, чем нижняя.

Такой материал может быть полезен и людям. Авторы статьи попытались сделать чернила, содержащие сантабарбараит, которые можно было бы использовать в 3D-принтере, чтобы построить из них твердые формы, аналогичные верхней части зубов хитона. Это удалось, но остался открытым вопрос о том, как хитон решает проблему надежного соединения своих сверхтвердых зубов с мягкой базовой структурой.

Участок головки отдельного зуба.

Между тем, такое соединение остается проблемой и для современного производства. Изучение таких организмов, как хитон, может помочь понять, как это происходит в природе, и позаимствовать удачное решение, выработанное за сотни миллионов лет эволюции.

Из-за глобального потепления беспозвоночные все чаще мигрируют в места, где для них нет условий для размножения.

По материалам IFLScience

Читайте также:

Ископаемые моллюски рассказали историю крупнейшего вымирания в истории

На Филиппинах изъяли раковины гигантских моллюсков на сумму $25 млн