用新的眼光看贝壳

传统的光学显微镜技术揭示了贝壳隐藏的上层结构

Shellfull_Rojer_Flickr-cc

软体动物和腹足类动物的坚硬外壳是非常了不起的结构。分开来看,它们的组成部分可以是软的、脆的和屈服的。然而,这些生物的保护性外壳,一旦建造好,就会有一种力量和轻盈,掩盖了这些独立的构件。

在一个新的文章发表在BMC生物物理学来自Saarland大学莱布尼茨新材料研究所和德国雷根斯堡大学的Andreas Schneider和他的同事们利用高分辨率显微镜的最新进展,对这些贝壳的构造进行了惊人的详细研究。

他们的模式生物是被称为“最美丽鲍鱼”(石决明pulcherrima),一种来自波利尼西亚的海洋软体动物。和这个家族的其他软体动物一样石决明含有一层闪光的内层,通常被称为珍珠母,但科学上称为珍珠层。珍珠层是由许多更小的碳酸盐岩矿物文石组成,这些矿物被排列成堆叠的片状物。幸运的是,这些血小板之间的距离接近可见光的波长,创造了这些贝壳奇妙的旋转彩虹色。

每一块血小板就像一块砖,由一种由蛋白质和多糖组成的弹性生物聚合物砂浆粘合在一起。这种规则的、分层的血小板的堆积赋予了这种结构韧性。

显微镜技术的发展,如扫描电子显微镜(SEM)和核磁共振波谱(NMR),使材料科学家能够更深入地观察这些结构,以解开它们构造的秘密。然而,这些新技术要求样品固定在干燥的真空中,只允许在任何一个阶段的快速生长。因此,地层形成的精确机制仍是一个谜。

施耐德和同事的研究使我们更接近于理解这一点,通过记录一种基于偏振光显微镜的技术,这种技术能够在与其他方法相当的尺度上解析这些结构,而不需要活的宿主脱水。毫无疑问罗伯特胡克尽管纳米尺度的显微技术取得了显著的发展,但科学仍在回归他曾经使用过的技术,这会让人感到惊讶吗字体过小让这17个人大吃一惊th一个世纪,一个人类肉眼看不到的世界。

现在,这种方法为研究真珠质在活体生物中生长的潜在机制提供了基础,以及这些最美丽的软体动物是如何创造出这些最非凡的结构的。

由偏振光显微镜、电子显微镜和纳米压痕识别的分层超结构:鲍鱼海壳生长模式生物控制限制的意义

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