Tuberkelarkitektur och regioner undersökt. (a) SEM-mikrofotografi (ovanifrån) av Paracentrotus lividus interambulacral platta som visar den primära ryggradens tuberkel och dess stereom mikrostrukturella variabilitet. Tre stereotyper kan kännas igen:(1) mikroperforerad, (2) galleriformad och (3) labyrintisk. Dessutom visas också mamelon av sekundära ryggar (ms). Regionens topografiska referens är understruken av en heldragen linje i vilken porerna (p) och trabeculae (t) är indikerade (pilar). (b) Mikro-CT-skanning av tuberkelboss undersektion extraherad av P. lividus interambulacral platta som visar (a) transversal, (b) sagittal och (c) koronal vy. Kredit:Journal of The Royal Society Interface (2022). DOI:10.1098/rsif.2022.0226
Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Italien, som arbetar med en kollega från USA, har funnit att sjöborrars ryggradsfogare har benformationer som överensstämmer med ett Voronoi-mönster. I deras artikel publicerad i Journal of the Royal Society Interface , beskriver gruppen sin närstudie av echinoiderna och vad de lärde sig om deras ryggradsstruktur.
Sjöborrar är taggiga, vanligtvis rundiga tagghudingar som tillhör klassen Echinoidea. Havsvarelsens ryggar är kopplade till ett hårt skal, som tjänar till att skydda de mycket mjukare organen inuti. I denna nya ansträngning studerade forskarna hur ryggarna fäster vid skalet, via vad som kallas skeletttuberkuler. Forskarna noterar att tuberkulorna måste vara starka för att förhindra rovdjur från att slita ryggarna från skalet och därigenom komma åt skalet. För att lära sig mer om deras styrka, tittade de på prover under ett scanning tunnelmikroskop. Forskarna upptäckte att benstrukturen som utgör tuberkulerna verkar överensstämma med ett Voronoi-mönster.
Voronoi-mönster skapas artificiellt med hjälp av en matematisk formel för att dela en given region i polygonformade celler, var och en skapad runt vissa punkter som kallas frön. För att skapa mönstret, som ser ut ungefär som en bikaka (som också följer ett Voronoi-mönster, liksom vissa trollsländevingar) skapas celler enligt närmaste granne-regeln, som dikterar att varje given plats inuti en cell är närmare sin egen. frö än till något annat frö.
För att ta reda på hur nära tuberkulorna överensstämmer med Voronoi-mönstret tog forskarna bilder av en sektion och jämförde den med datorgenererade bilder som följer mönstret exakt och fann en matchning på 82 %.
Forskarna föreslår att mönstret har utvecklats i tuberkulorna för att ge sjöborren den bästa möjliga kombinationen av styrka kontra vikt. De föreslår också att det sätt som mönstret har utvecklats i sjöborren kan ge en ritning för att skapa föremål som är användbara för människor - skydd för sensorer, till exempel, som är både starka och lätta. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
