Znanstveniki preiskujejo zobe morskega psa
(31.08.2012) Znanstveniki z Univerze Duisburg-Essen (UDE) in Intituta Max-Planck za preiskovanje kovin (MPIE) v Düsseldorfu so analizirali strukturo zob morskega psa in človeka ter ob tem prili do osupljivega odkritja: Kljub temu, da zobje plenilca vsebujejo sto odstotkov fluorida, niso trdneji od naih.
Dejstvo, da znanstveniki za nano- in materialno tehnologijo raziskuejo prav zabe morskega psa ni naklučje: "To sem e od nekdaj elel narediti," poudarja Matthias Epple, profesor za anorgansko kemijo.
"Na UDE se e leta ukvarjamo z biomineralizacijo. Pri tem gre za vpraanje, kaj povzročajo anorganski minerali v biolokih sistemih, torej zobeh, kosteh, lupinah koljk. Za morske pse je znano, da imajo zobno sklenino iz zelo trdnega minerala, imenovanega fluoroapatit.
Do sedaj pa ga e noben znanstvenik ni analiziral z modernimi "high-end" kemijskimi in fizikalnimi metodami." To so sedaj naredili Epple in njegov kolega, profesor Dierk Raabe, iz Düsseldorfa, skupaj z dr.Oleg Prymakom in Joachim Enaxom. Poglavitna dela so opravili na UDE. Na Intitutu Max-Planck so opravili predvsem mehanske meritve.
Za tudijo so raziskovalci razčlenili zobe atlantskega makoja in tigrastega morskega psa ti dve vrsti namreč zauijeta svoj plen na različen način.
S pomočjo rasterelektronskega mikroskopa in rentgenske difrakcije so si ogledali razporeditev, velikost in vrsto kristalov fluoroapatita, z mehanskimi meritvamo pa so preverili njihovo lokalno trdnost na manjih področjih.
Kljub temu, da mako trga meso svojega plena, tigrastega morski pes pa ga ree, je kemična in kristalna sestava njunih zob skoraj identična, so potrdili Epple in njegovi sodelavci. Notranjost zoba sestavlja elastični dentin, zunanjost pa je visoko mineralizirana.
Zaradi tega bi lahko bili prepričani, da so zobje morskih psov trdneji od naih. "Človeko zobno sklenino sestavlja nekoliko mehkeji mineral hidroksiapatit, ki se pojavlja tudi v kosteh." Vendar so na veliko presenečenje preiskovalcev primerjalne meritve na človekih zobeh pokazale: nai zobje so enako robustni, kot zobje strah vzbujajočega plenilca.
"Vzrok za to lei v posebni mikro- in nanostrukturi naih zob, pri kateri so igle kristalov razporejene na poseben način, zlepljenost s proteini pa preprečuje, da bi se zlom raziril preko celotnega kristala," pravi profesor, ki dela tudi za Center za nanointegracijo Duisburg-Essen (CENIDE).
Narava je to pri vseh ivih bitjih uredila na podoben način: če bi bili zobje sestavljeni v celoti iz mineralov, bi namreč bili nagnjeni k drobljenju.
Svoje delo so sedaj znanstveniki e razirili na primerjavo zob morskih psov različnih starosti. Izvajajo tudi poizkuse, da bi strukture lahko poustvarili za nadomestne zobe prihodnosti. "Bilo bi enkratno, če bi lahko kdaj v prihodnosti restavrirali zobe z materialom, veliko naravnejim od dananjih pripomočkov."
Do takrat pa se moramo sprijazniti, da imajo morski psi vseeno bolje zobe: Zmeraj znova rastejo in niso podvreni luknjam. "Vzrok je v fluoroapatitu, pa tudi v menjavanju zob, ki se stalno spirajo z morsko vodo med plavanjem," pravi Matthias Epple. "Pozabiti tudi ne smemo: morski pes ne je sladkorja."
Rezultati raziskave so objavljeni v zadnji izdaji revije Journal of Structural Biology, 178 (2012).
http://dx.doi.org/10.1016/j.jsb.2012.03.012