Раскрыт секрет идеальной симметрии жемчуга
Веками исследователи ломали голову над тем, как устрицы, мидии и другие моллюски выращивают идеально круглые жемчужины вокруг песчинок неправильной формы. И вот группа ученых выяснила, что «морские ювелиры» используют сложный процесс, который следует математическим принципам, встречающимся в природе.
Жемчуг образуется, когда внутрь моллюска попадает раздражитель, и животное, чтобы защитить себя, начинает строить вокруг попавшей частицы гладкие слои минерала и белка, именно они называются перламутром.
«Перламутр — чудесный переливающийся материал, который мы видим внутри некоторых ракушек или снаружи жемчуга», — сказала Лаура Оттер, биогеохимик из Австралийского национального университета в Канберре.
Оттер и ее коллеги обнаружили следующее: чтобы вырастить симметричную жемчужину, моллюск вовремя исправляет аберрации, или искажения формы, предотвращая их распространение на последующие слои. Кроме того, моллюск регулирует толщину слоев перламутра. Если один слой слишком толстый, последующие будут тоньше. Без этой постоянной корректировки жемчужина напоминала бы слоистую осадочную породу, неровную и неоднородную.
Колебания толщины перламутровых слоев демонстрируют явление, называемое розовым шумом, когда события, которые кажутся случайными, на самом деле связаны. Образование слоев перламутра разной толщины может показаться случайным, но на самом деле оно зависит от толщины предыдущих слоев. Аналогичное явление наблюдается при сейсмической активности, в классической музыке и даже при мониторинге сердцебиения и мозговой активности.
«Эти скромные создания производят сверхлегкий и сверхпрочный материал намного легче и лучше, чем мы. Перламутр, состоящий только из кальция, карбоната и протеина, в 3000 раз прочнее материалов, из которых он сделан», — отметила Оттер.
В своем исследовании ученые использовали жемчуг кеши, собранный из устриц Акойя (Pinctada imbricata fucata) на прибрежной жемчужной ферме Восточной Австралии. У одной из жемчужин они насчитали 2615 слоев, образованных за 548 дней.
Исследование опубликовано 19 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences. Полученные результаты могут помочь в создании энергоэффективных солнечных панелей, а также прочных и термостойких материалов для космических кораблей. Источник