Жующие камни морские ежи имеют самозатачивающиеся зубы

07.01.2011
Новости

   Морские ежи, вероятно, наиболее славятся своей броней с острыми шипами, которую они используют в качестве оружия. Тем не менее, их рты могут быть еще более пугающими – зубы морских ежей буквально способны пережевывать камень и при этом не затупляться.

   Сейчас ученые пытаются разгадать загадку о том, как морским ежам удается сохранять свои зубы настолько острыми. Исследование может прийти к выводу, что это объясняется наличием у них самозатачивающихся инструментов.

   Морские ежи всверливаются в скалу, чтобы вырезать в ней проемы, в которых они могли бы защититься от хищников и волн. Для того, чтобы узнать, как зубам ежа удается оставаться такими острыми, не смотря на такую интенсивную эксплуатацию, ученые проанализировали жесткие зубы, достигающие 0.8 дюймов (2 см) в длину, калифорнийского фиолетового морского ежа.

   Используя высокотехнологическую рентгенографию, исследователи обнаружили, что зубы морских ежей представляют собой мозаику, состоящую из двух видов кальцитовых кристаллов: волокон и изогнутых пластин. Кристаллы расположены крест накрест по отношению друг к другу и связаны между собой сверхпрочным цементом из кальцитных наночастиц.

   Между кристаллами расположены слои более слабого органического материала. Ударяя по зубам микроскопичными зондами с алмазными головками, ученые обнаружили, что зубы ломаются именно в этих органических слоях.

   Ученые считают, что органические слои – предопределенные слабые места в зубах, которые позволяют частям материала отрываться, что напоминает перфорации на листе бумаги. Это означает, что зубы, растущие постоянно, могут регулярно устранять поврежденные участки, чтобы иметь всегда заточенный край.

   «Такая изысканная структура образовалась в результате эволюции в течение 200 млн. лет и является более совершенной, нежели сделанные человеком неоптимизированные инструменты», - сказал соавтор исследования Пупа Гильберт, биофизик из университета Висконсин-Мэдисон.

   «Воодушевленные этими открытиями мы задумываемся о супер-крепких и сверхпрочных наноцементах и слоевых нанонаконечниках, чтобы в процессе наношлифовая не менять их постоянно».

   Многое все же остается непонятным, к примеру, точный состав органических слоев или отдельные функции кристаллических пластин и волокон. «Природные биоматериалы великолепны, они помогут нам узнать о многом», - сказал Гильберт.