Átlátszó fogak
Annak érdekében, hogy láthatatlan maradjon a zsákmányától, a mélytengeri sárkányhal átlátszó fogakat fejlesztett ki, amelyek csökkentik a fény szóródását. A rabló modellként szolgálhat az anyagkutatáshoz.
2019.11.11. Matematika, természettudományok és mérnöki tudományok INM - Leibniz Új Anyagintézet Hírek Kutatási eredmények
San Diego partjainál, 500 méterre a tenger alatt, ceruzaméretű tengeri szörnyek koromsötéten vigyorognak, mert a szájuk átlátszó fogakkal teli. A mélytengeri sárkányhal (Aristostomias scintillans) ezen egyedi adaptációjának kutatása azt mutatta, hogy fogaik a fényszórás csökkentése és a halak tágra nyitott szájának hatékony eltüntetése érdekében alakultak ki. Az INM kutatói az amerikai oceanográfusokkal és anyagtudósokkal együttműködve megvizsgálták, hogy a fogak miért és miért átlátszók. Marc Meyers, a Kaliforniai Egyetem irányításával, a Matter szakfolyóirat nemrégiben megjelent kiadványában ismerteti a fogak tulajdonságait.
Meyers összefogott a Leibniz Új Anyagok Intézetével (INM) az anyagtudományi vizsgálat érdekében. Marcus Koch, az INM fizikai elemzésének vezetője és Birgit Nothdurft nagy költséggel készítették el a mintákat, és speciális elektronmikroszkóppal elemezték őket.
Felfedezték, hogy a fogak átlátszósága különbözik attól, amit más organizmusok fejlesztettek ki ebben az adaptációban. Először azt látták, hogy a sárkányhal fogai - akárcsak az emberi fogak - egy külső zománcszerű és egy belső dentinrétegből állnak. A „fogzománc” amorf szerves tömegében azonban csak körülbelül 20 nanométer nagyságú nanokristály oszlik el. Az emberi fogakkal ellentétben nincsenek dentinális tubulusaik, amelyek az emberekben nyomásjeleket, de fájdalomérzeteket is közvetítenek. Ennek a zavartalan nanoszerkezetnek köszönhetően a fény szinte akadálytalanul átjuthat a fogon: a környezetben lévő fényt nem tükrözi vagy szórja szét a fogak felülete, ami gyakorlatilag láthatatlanná teszi őket a zsákmány számára. A fogak más ragadozó halakhoz képest is viszonylag vékonyak, ami hozzájárul ehhez a hatáshoz.
"A mélytengeri állatok többsége különleges módon alkalmazkodott a környezetéhez. Az a tény, hogy a sárkányhalaknak átlátszó fogai vannak, mindazonáltal elgondolkodtatott bennünket, mivel ez a jellemző általában nagyobb fajokban fordul elő" - mondja Meyers. "Fantasztikus, hogy ezek az állatok a fényszórás klasszikus elvét alkalmazzák annak érdekében, hogy láthatatlanná váljanak a zsákmány számára. Ha ezek a fogak láthatóak lennének, a zsákmány azonnal visszavonulna" - teszi hozzá Eduard Arzt a saarbrückeni INM-ből. Talán ezért a sárkányhal kicsi mérete ellenére hatékony ragadozó hal.
Noha nagyjából hat hüvelyk hosszúak, a mélytengeri sárkányhalak sikeres ragadozók az óceán részén, méretük 50% -áig kisebb halakkal táplálkoznak. A sárkányhal legjellemzőbb tulajdonsága a kivételesen nagy, agyarszerű fogakkal teli fej. A hal sötét bőrű, angolnaszerű testű. A halak annyira telhetetlenek, hogy hajlamosak megenni egymást.
A természetes modell ihlette kutatók átlátszó, nagy szilárdságú anyagokat szeretnének megtervezni, amelyeket a sárkány foga ihletett, nanokristályok és kerámiák kombinációjával.