Морские моллюски синтезируют для своих зубов прочнейший минерал

Замечательную особенность морских беспозвоночных открыли учёные из Северо-западного университета (Northwestern University). Оказалось, что представители класса панцирных моллюсков или хитонов используют магнетит (Fe3O4) для выращивания своих хитиновых зубов. Магнетит — один из прочнейших минералов, встречающихся живой природе, поэтому учёные решили выяснить, каким образом работает "магнетитовая фабрика" хитонов.

В качестве подопытного был выбран вид Chaetopleura apiculata, обитающий в северо-западной Атлантике и водах Мексиканского залива. Используя атомный зонд, учёные смогли с беспрецедентной точностью изучить элементный состав твёрдых покровов моллюска.

Оказалось, что в хитиновых зубах радулы — пищевого аппарата животных, находится большое количество белков и сахаров, помогающих синтезировать оксид железа. Процесс роста начинается с того, что углеводные волокна, погружённые в водянистый гель в центре зуба, накладываются друг на друга крест-накрест. Этот каркас связывает положительно заряженные ионы, такие как ионы магния и натрия.

Последние притягивают отрицательно заряженные ионы белков, которые в свою очередь накапливают необходимое для магнетита железо. Оно затем образует необходимую существу магнетитовую оболочку зуба.

К слову человек уже давно приручил этот минерал. Магнетит используется в медицине и электронике, однако в промышленности для работы с этим прочным материалом требуются высокие температуры и давление.

Подводя предварительный итог своей работе, доктор Лайл Гордон (Lyle Gordon) объясняет, что изучение хитонов пока не окончено: остаётся много вопросов в области генетики этих животных. По словам исследователя, в ДНК наверняка содержится подробная "производственная" схема синтеза магнетита.

Пока не до конца понятно, почему природой был выбран именно этот минерал. Возможно, дело в том, что в водорослях, которыми питаются моллюски вида C. apiculata, содержится много железа, основного компонента магнетита. Кроме того, представленный механизм гораздо менее затратен, чем синтез таких твёрдых неорганических веществ, как карбид кремния или алмаз. Есть и ещё одна особенность: магнетиту гораздо проще придать форму зуба.

"Моллюски обитают на Земле более 400 миллионов лет и вполне возможно в скором будущем они помогут людям усовершенствовать технологии получения твёрдых материалов", — говорит доктор Гордон. Подробнее с работой можно ознакомиться в публикации в журнале Nature.