Vänster:Bild av den utåtvända snabeln av Glycera dibranchiata med dess fyra käftar exponerade, Höger:Svepelektronmikroskopbild av en Glycera-käke (Skalstång, 0,5 mm). Kredit:Matter/Wonderly et. al.
Blodmaskar är kända för sina ovanliga huggtandliknande käkar, som är gjorda av protein, melanin och koncentrationer av koppar som inte finns någon annanstans i djurriket. Forskare har observerat hur dessa maskar använder koppar som skördats från marina sediment för att bilda sina käkar, och processen, som beskrivs i forskningspublicering i tidskriften Matter den 25 april, kan vara ännu mer ovanligt än själva tänderna.
Eftersom maskarna bara bildar sina käkar en gång måste de vara starka och tuffa nog för att hålla hela djurets femåriga livslängd. De använder dem för att bita byten, ibland punktera rakt genom ett exoskelett, och injicera gift som förlamar offren.
"Det här är väldigt obehagliga maskar eftersom de är dåligt tempererade och lätt provocerade", säger medförfattaren Herbert Waite, en biokemist vid University of California, Santa Barbara. "När de stöter på en annan mask brukar de slåss med sina kopparkäftar som vapen."
Waites labb har studerat blodmaskar i 20 år, men det var först nyligen som de kunde observera den kemiska process som bildar ett käkliknande material från början till slut. Masken börjar med en proteinprekursor, som rekryterar koppar för att koncentrera sig till en trögflytande, proteinrik vätska som är hög i koppar och fassepareras från vatten. Proteinet använder sedan koppar för att katalysera omvandlingen av aminosyraderivatet DOPA till melanin, en polymer som i kombination med protein ger käken mekaniska egenskaper som liknar tillverkade metaller.
Detta foto visar en närbild av en blodmaskhugtand. Kredit:Herbert Waite
Genom denna process kan masken enkelt syntetisera ett material som, om det skapas i ett labb, skulle vara en komplicerad process som involverar många olika apparater, lösningsmedel och temperaturer. "Vi förväntade oss aldrig att protein med en så enkel sammansättning, det vill säga mestadels glycin och histidin, skulle utföra så många funktioner och orelaterade aktiviteter", säger Waite.
The team hopes that a better understanding of how the bloodworm conducts its self-contained processing laboratory could help to streamline parts of production that would benefit industry. "These materials could be road signs for how to make and engineer better consumer materials," says Waite. + Utforska vidare
