Znanstveniki preiskujejo zobe morskega psa

Dejstvo, da znanstveniki za nano- in materialno tehnologijo raziskuejo prav zabe morskega psa ni naklučje: "To sem že od nekdaj želel narediti," poudarja Matthias Epple, profesor za anorgansko kemijo.

"Na UDE se že leta ukvarjamo z biomineralizacijo. Pri tem gre za vprašanje, kaj povzročajo anorganski minerali v bioloških sistemih, torej zobeh, kosteh, lupinah školjk. Za morske pse je znano, da imajo zobno sklenino iz zelo trdnega minerala, imenovanega fluoroapatit.

Do sedaj pa ga še 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 Inštitutu Max-Planck so opravili predvsem mehanske meritve.

Za študijo so raziskovalci razčlenili zobe atlantskega makoja in tigrastega morskega psa – ti dve vrsti namreč zaužijeta 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 manjših področjih.

Kljub temu, da mako trga meso svojega plena, tigrastega morski pes pa ga reže, 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 trdnejši od naših. "Človeško zobno sklenino sestavlja nekoliko mehkejši mineral hidroksiapatit, ki se pojavlja tudi v kosteh." Vendar so na veliko presenečenje preiskovalcev primerjalne meritve na človeških zobeh pokazale: naši zobje so enako robustni, kot zobje strah vzbujajočega plenilca.

"Vzrok za to leži v posebni mikro- in nanostrukturi naših zob, pri kateri so igle kristalov razporejene na poseben način, zlepljenost s proteini pa preprečuje, da bi se zlom razširil preko celotnega kristala," pravi profesor, ki dela tudi za Center za nanointegracijo Duisburg-Essen (CENIDE).

Narava je to pri vseh živih 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 še razširili 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 naravnejšim od današnjih pripomočkov."

Do takrat pa se moramo sprijazniti, da imajo morski psi vseeno boljše zobe: Zmeraj znova rastejo in niso podvrženi 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