Struktura przypominająca diament zapewnia wytrzymałość szkieletów niektórych rozgwiazd

Rozgwiazdy wciąż zaskakują społeczność naukową. Przedstawiamy najnowsze odkrycia dotyczące tych niesamowitych zwierząt.
Struktura przypominająca diament zapewnia wytrzymałość szkieletów niektórych rozgwiazd

Ostatnia aktualizacja: 08 sierpnia, 2022

Rozgwiazdy są zwierzętami znanymi na całym świecie, ale nie każdy wie o tysiącach ich niezwykłych cech. Czy wiesz, że mają okulary na końcach ramion i że istnieje rozgwiazda, która ma szkielet o strukturze przypominającej diament?

Właśnie o tej ostatniej będziemy mówić w tym miejscu. To ostatnie odkrycie sprawiło, że zespół naukowców miał otwarte usta, ponieważ pod mikroskopem wyglądało to jak sztucznie wytworzona struktura. Nie przegapcie tego, ponieważ w kolejnych liniach będziemy badać to niesamowite odkrycie.

Charakterystyka rozgwiazdy

To, co powszechnie znane jest jako “rozgwiazda”, odnosi się do klasy Asteroidea, należącej do azylu szkarłupni. Są to zwierzęta charakteryzujące się symetrią pentadialną, spłaszczonym ciałem i pięcioma lub więcej ramionami. Znanych jest około 1900 gatunków rozgwiazd.

Zwierzęta te potrafią regenerować utracone kończyny, a z tych odciętych rodzą się nowe osobniki.

Rozgwiazdy zamieszkują wszystkie oceany świata i, w zależności od gatunku, zajmują zarówno siedliska przydenne, jak i głębiny o głębokości ponad 6000 metrów. Ich nawyki żywieniowe są zazwyczaj oportunistyczne, ale istnieją wyjątki, które odżywiają się poprzez filtrowanie lub nawet drapieżnictwo, takie jak Acanthaster planci.

Rozgwiazda

Te zwierzęta nie mają krwi. Zamiast układu krążenia, jak inne zwierzęta, mają układ hydrauliczny, który doprowadza wodę kanałami hydroforowymi do każdej stopy ambulakralnej (ramiona). To ułatwia ruch i cyrkulację tlenu w całym ciele rozgwiazdy.

Szkielet rozgwiazdy

Chociaż szkarłupnie są czasem uważane za skorupiaki, których egzoszkielet chroni ich organy wewnętrzne, to nie jest to prawda. Rozgwiazdy mają endoszkielet, który służy jako zagłębienie dla miękkich organów, ale znajduje się pod naskórkiem.

Ten endoszkielet składa się z wapiennych (węglan wapnia) płytek, które nie są ze sobą połączone. W ten sposób mogą wykazać się pewną elastycznością ramion i poruszać się bardziej swobodnie.

Szkielet rozgwiazd morskich ma otwory, przez które wystaje ciało, tworząc grudki, które działają jak skrzela. Mają też kilka maleńkich wyrostków, zwanych nóżkami ambulakralnymi, których używają do oczyszczania swojego ciała z brudu.

Rozgwiazda z diamentowym szkieletem

Wapienne płytki, które tworzą szkielet wewnętrzny rozgwiazdy, są zazwyczaj porowate i kruche. Nie dotyczy to jednak Protoreaster nodosus, znanej również jako rozgwiazda gałązkowa lub czekoladowa.

Rozgwiazda ta, charakteryzująca się ciemnymi wypukłościami na ciele (stąd odniesienie do czekolady), jest również bardzo odporna na uszkodzenia spowodowane naciskiem. Biorąc pod uwagę kruchość szkieletów z węglanu wapnia, zespół Tinga Yanga i Hongshuna Chena postanowił zbadać strukturę komórek, aby odkryć, co czyni je wyjątkowymi.

Wyniki były fascynujące: kiedy przyjrzeli się oseskom (mikroskopijnym strukturom, które tworzą kostne płytki rozgwiazdy) pod mikroskopem elektronowym, odkryli, że są one ułożone w bardzo podobny sposób jak atomy diamentu. To niemal idealne ułożenie nadało szkieletowi twardość i wytrzymałość, tak jak kamień szlachetny jest niemal nie do złamania.

Obserwacji dokonano w skali 50 mikrometrów, czyli mniej więcej w połowie szerokości ludzkiego włosa.

Arcydzieło inżynierii naturalnej

Jednak to podobne do węgla ułożenie kosteczek w diamencie nie wyjaśniło w pełni wytrzymałości szkieletu wewnętrznego rozgwiazdy, ponieważ materiał pozostał kruchy. Zespół badawczy przyjrzał się temu bliżej.

W tej strukturze atomy tworzące węglan wapnia również miały specjalne ułożenie: w tym przypadku tworzyły sześciokątny wzór, podobny do plastra miodu. W ten sposób wewnętrzna słabość tego minerału skompensowała się, co jeszcze bardziej wzmocniło wytrzymałość rozgwiazdy.

Ciekawe zastosowania tego odkrycia

Rozgwiazda na dnie morskim, posiada szkielet przypominający diament

Fakt, że rozgwiazda ma szkielet o strukturze podobnej do diamentu, otwiera interesujące możliwości dla inżynierii materiałowej. Ten sam zespół rozpoczął badania nad żywymi gwiazdami z gatunku Protoreaster nodosus, aby dowiedzieć się, jak powstają te kostne płytki.

Zrozumienie tego procesu dostarczyłoby informacji do tworzenia mocniejszych materiałów porowatych, takich jak ceramika. Pomimo bycia prymitywnym stworzeniem, rozgwiazda wciąż wydaje się mieć wiele do powiedzenia naszemu gatunkowi, więc nigdy nie powinniśmy przestać jej słuchać.

To może Cię zainteresować ...
Naukowcy odkrywają gatunki, które nie wydają się starzeć
My Animals
Przeczytaj na My Animals
Naukowcy odkrywają gatunki, które nie wydają się starzeć

Istnieją gatunki, które nie wydają starzeć, ponieważ mają zdolność do opóźniania tego procesu przez zbyt długi czas. Dowiedz się więcej.



  • Yang, T., Chen, H., Jia, Z., Deng, Z., Chen, L., Peterman, E. M., … & Li, L. (2022). A damage-tolerant, dual-scale, single-crystalline microlattice in the knobby starfish, Protoreaster nodosus. Science375(6581), 647-652.
  • WoRMS – World Register of Marine Species – Protoreaster nodosus (Linnaeus, 1758). (s. f.). WoRMS. Recuperado 29 de julio de 2022, de https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=213285