Elektronmikroskopibild av glasspiklar från svampen Geodia cydonium. Kredit:Zlotnikov Group, B KUB, TU Dresden
Ett team av forskare med medlemmar från Frankrike, Tyskland och Israel har funnit att proteiner som utgör axiella filament är ansvariga för hur havssvampar utvecklar glasskelett. I deras papper publicerad på open access-webbplatsen Vetenskapens framsteg , gruppen beskriver sin studie av havsdjuren, vad de hittade och varför de tror att deras arbete kan leda till framsteg i skapandet av material för användning i nya optoelektroniska enheter.
Havssvampar, forskarna konstaterar, är några av de äldsta varelserna på jorden - fossila register visar att de går tillbaka en halv miljard år. Under den tiden, forskarna noterar också, de har utvecklats till att växa taggiga glasstrukturer som utgör deras unika bihang (märkligt nog, de har ingen vävnad eller organ). De noterar vidare att lite forskning har gjorts för att bättre förstå hur sådana strukturer uppstår när varelsen mognar, vilket är olyckligt, för det är tydligt att de gör det utan att det behövs eldiga heta ugnar. För att lära dig hur havsdjuren kan skapa glasstrukturer, forskarna tittade på tre typer av svamparna och mer specifikt på deras distinkta spikuler (nålformade strukturer).
Teamet använde röntgendiffraktion och ett elektronmikroskop för att ta en närmare titt på spiklarna och de axiella filamenten runt vilka de bildas. Därvid, gruppen fann att filamenten var gjorda av proteiner staplade i en hexagonal kristallin struktur. Forskarna noterade att strukturerna var nästan desamma för alla tre svamparna de tittade på, även om var och en har unika spikelformer:nålliknande för Thethyra aurantium, trevägsgrenar för Stryphnus ponderosus och spikiga klot för Geodia cydonium. Skillnaderna i de resulterande formerna, laget hittade, berodde på hur proteinerna var fördelade och ordnade. Glaset finns som avlagringar av kiseldioxid på spicula - proteinet fungerar som en mall.
Forskarna föreslår att fler studier av varelserna kan leda till utvecklingen av en liknande mekanism för tillverkning av små glaskomponenter för användning i opto-elektroniska enheter, plasmonik och kanske solceller.
Morfologin av demosponge spicules och deras inre axiella filament som avslöjas genom svepelektronmikroskopi. (A) Megascleres från demossvampen T. aurantium. Skalstång, 100 mm. Infälld:Tvärsnitt av spiculen erhållen genom fokuserad jonstråle (FIB). Skalstång, 1 mm. (B) Megasclere från demossvampen S. ponderosus. Skalstång, 100 mm. Infälld:Tvärsnitt av huvudskaftet av spiculen erhållen av FIB. Skalstång, 1 mm. Obs:Vissa spiculespetsar bröts under provberedningen och verkar vara plana. (C till E) Mikroskler från demossvampen G. cydonium vid olika mognadsnivåer, från en fullt mogen spicule till en omogen, respektive. Kredit:Schoeppler et al., Sci. Adv. 2017;3:eaao2047
© 2017 Phys.org
