Как устрицы формируют идеальную симметричную жемчужину?

Исследователи обнаружили, что идеальная жемчужина образуется при попадании в раковину инородного вещества (песчинки, осколка камня, паразита и прочее). Инородное тело раздражает нервные волокна моллюска, и в качестве защиты он начинает выделять жидкость из белка и минералов, образующую перламутр.

Жидкость обволакивает чужеродное тело, отделяя его от моллюска. Каждый слой перламутра над этим асимметричным объектом сглаживает все неровности. При толстом базовом слое последующие слои будут более тонкими. Таким образом, жемчужина становится круглой и однородной.

Анализ структуры жемчужины

На прибрежной жемчужной ферме, расположенной в восточной части Австралии, учёные исследовали жемчуг Кеши, созданный жемчужными устрицами Акойя. Результаты их исследований опубликованы 19 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Идеальная симметричная жемчужина образуется, когда инородное тело попадает в раковину устриц, мидий или моллюсков. (Image: Silvae1 via Dreamstime)

Исследователи использовали алмазную пилу и разрезали жемчуг Кеши на поперечные срезы. Затем учёные применили рамановскую спектроскопию — неразрушающий метод для полировки и оценки структуры жемчуга.

Одна из жемчужин имела 2 615 слоёв, созданных в течение 548 дней. Анализ показал, что колебания толщины её слоёв соответствуют явлению, называемому «розовым шумом». В нём случайные, на первый взгляд, события на самом деле связаны между собой.

В данном контексте толщина слоёв кажется случайной, но в действительности она связана с толщиной предыдущего слоя. Такое же явление существует и в сейсмической активности.

Удивительный перламутр

Результаты исследования были положительно оценены научными кругами.

«Этот перламутр самовосстанавливается. При возникновении дефекта он самостоятельно исцеляется в пределах нескольких слоёв без использования внешних сил. Перламутр — ещё более удивительный материал, чем мы предполагали ранее», — заявил физик Пупа Гилберт из Центра биоминерализации Висконсинского университета в Мэдисоне.

По словам учёных, маленькие существа легко делают сверхпрочный, но лёгкий материал. Воспроизвести его с помощью новейших технологий для человека очень сложно. В состав слоя входят три компонента: белок, кальций, карбонат. Однако полученный материал в 3 тыс. раз прочнее исходных материалов.

Жемчужины образуются, когда молекула раздражителя попадает внутрь моллюска. (Image: Photowitch via Dreamstime)

Уникальная техника симметрии

Эта техника превосходит почти все остальные в мире, когда речь идёт о симметрии создания.

«Мы, люди, при всём нашем могуществе, не можем ничего создать с наноразмерной архитектурой, столь же сложной, как жемчужина, — сказал Роберт Ховден, доцент кафедры материаловедения и инженерии Мичиганского университета. — Мы можем многому научиться, изучая, как жемчуг превращается из беспорядочного небытия в эту удивительно симметричную структуру».

Слои, которые составляют более 90% объёма жемчужины, становятся всё тоньше и ближе друг к другу по мере удаления от её центра.

«Эти тонкие, гладкие слои перламутра немного похожи на простыни, между которыми находится органическое вещество. Между каждым слоем существует взаимодействие. Мы предполагаем, что именно за счёт него система корректирует свои действия по мере роста жемчуга», — считает Ховден.

Команда заметила, что симметрия в жемчуге распространяется примерно на 20 слоёв. Этого вполне достаточно для поддержания его целостности и долговечности.

Рэйвен Монморанси — псевдоним писателя из Индии. Она писала, уделяя основное внимание вопросам образа жизни и прав человека во всём мире.