Среда, 21 февраля, 2024
ДомойБиологияИнвазивные мидии и будущее материаловедения: раскрытие секрета возрастом 12 миллионов лет

Инвазивные мидии и будущее материаловедения: раскрытие секрета возрастом 12 миллионов лет

- Advertisement -

Инновационное исследование связывает генетическое событие, произошедшее 12 миллионов лет назад, с распространением инвазивных мидий и вдохновляет на разработку новых устойчивых материалов на основе волокон мидий. (Мидии-зебры.) Фото: Служба охраны рыбы и дикой природы США.

Недавние исследования выявили ключевое эволюционное событие, которое способствовало широкому распространению инвазивных мидий в Северной Америке. Это открытие также открывает путь к разработке экологически чистых материалов, вдохновленных волокнами мидий.

Недавнее исследование ученых из Канады и Германии показало, что маловероятное событие, произошедшее более 12 миллионов лет назад, сыграло важную роль в формировании одного из самых разрушительных инвазивных видов в Канаде. разновидность.

Угроза мидий зебры и квагги

Зебры и мидии квагги, принадлежащие к семейству дрейсенид, являются широко распространенными пресноводными инвазивными видами по всей Северной Америке, которые представляют значительную опасность для местных экосистем, конкурируя за ресурсы. Используя волокнистый якорь, называемый биссусом, мидии дрейсениды способствуют биообрастанию поверхностей и засорению водозаборных сооружений на электростанциях и водоочистных сооружениях.

«Это новое исследование, изучающее то, как эти мидии прилипают к поверхностям, может помочь улучшить стратегии борьбы с биообрастанием, проблемой, вызывающей миллионы убытков только в Канаде», — делится соавтор и ведущий профессор Макгилла Мэтью Харрингтон.

Неожиданный эволюционный взгляд

Удивительно, но исследователи обнаружили, что ранее недокументированное событие способствовало устойчивости мидий как вида. Профессор и соавтор Геттингенского университета Дэниел Джексон объясняет: «Более 12 миллионов лет назад одна бактерия передала единственный предшественник одного гена одной мидии, наделив своих потомков способностью производить эти волокна. Учитывая их решающую роль в прикреплении мидий к пресноводным местам обитания, это эволюционное явление привело к широкому и вредоносному распространению этого семейства мидий по всему миру».

Это исследование, знаменующее важный прогресс в понимании инвазивных мидий и механизмов их прикрепления, может предложить потенциальные решения по смягчению их воздействия на окружающую среду и экономику в Канаде.

Исследование также проливает свет на то, как волокна мидий могут вдохновить на разработку экологически чистых материалов.

Экологичные материалы, вдохновленные биологией мидий

«Это исследование не только расширяет наше понимание эволюции мидий и биообрастания, но также открывает прекрасную возможность для разработки новых материалов», — сказал Харрингтон, который также является содиректором Института перспективных материалов Макгилла. «Волокна дрейсенидского биссуса, структурно напоминающие паучий шелк, могут вдохновить будущую разработку прочных полимерных волокон, способствуя созданию более прочных и устойчивых материалов, обычно используемых в текстиле и технических пластмассах.

Раскрываем секреты волокон мидий

«Мы обнаружили, что строительными блоками волокон являются массивные белки со спиральной спиралью, самые крупные из когда-либо обнаруженных», — сказал Харрингтон. Было обнаружено, что эти белки, структурно подобные белкам, обнаруженным в человеческих волосах, превращаются в шелковистые бета-кристаллиты посредством простого приложения растягивающих сил во время формирования. Этот метод изготовления волокон намного проще, чем формирование паучьего шелка, и потенциально предлагает более простой путь к биотехнологическому производству экологически чистых волокон – отрасли, в которой в настоящее время доминируют искусственные паутины.

Ссылка: «Инвазивные мидии формируют шелковистый биссус посредством механической обработки массивных горизонтально полученных спиральных витков», Мириам Симмонс, Нильс Хорбельт, Тара Сверко, Эрнесто Скоппола, Дэниел Дж. Джексон и Мэтью Дж. Харрингтон, 20 ноября 2023 г., Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2311901120

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме