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“流浪肉饼”的牙齿含有一种仅在岩石中发现的稀有矿物质

生态 焦点资讯 2021-09-03 阅读 1580

一种被昵称为“流浪肉饼”的革质红棕色软体动物坚硬的磁性牙齿拥有一种以前仅在岩石中才能看到的稀有矿物质。研究人员 5 月 31 日在线发表在《美国国家科学院院刊》上的报告称,这种矿物质可能有助于软体动物——巨大的太平洋石壳动物 ( Cryptochiton stelleri )——将其柔软的肉与它用于在岩石海岸线上放牧的坚硬牙齿融合在一起。

C. stelleri是世界上最大的石鳖,可达约 35 厘米长。它在细长的、灵活的、舌状的附属物上配备了几十排牙齿,称为齿叶,它用来从岩石上刮掉藻类。这些牙齿上覆盖着磁铁矿,这是迄今为止已知的最坚硬、最坚硬的生物矿物:它的硬度是人类牙釉质和软体动物壳的三倍。

C. stelleri使用其舌状结构(如图)镶嵌有硬磁性牙齿(深色物体)的齿舌在岩石上吃草。这张合成图像显示了轮叶的发育阶段,从最早(左)到最晚(右)。西北大学

材料科学家德克乔斯特及其同事使用来自伊利诺伊州莱蒙特阿贡国家实验室的高级光子源的高能 X 射线分析了这些牙齿。他们发现牙齿和肉体之间的界面含有桑塔巴雷特纳米粒子,一种含铁矿物以前从未在生物体中见过。

这些纳米粒子帮助牙齿的支撑在几百微米的距离内,在硬度和刚度上至少有两倍的变化——是人类头发平均宽度的几倍。这种变化让这些结构连接了软体动物身体的硬和软部分。现在已经在一种生物体中发现了桑塔巴雷石,研究人员建议在昆虫角质层和感应磁场的细菌中寻找它。

在这张扫描电子显微镜图像的特写镜头中,C. stelleri舌状器官上的牙齿帮助软体动物从岩石上刮掉藻类。西北大学

科学家们还使用类似于 santabarbaraite 的矿物纳米粒子,3D 打印出坚固、轻质的材料,具有一定的硬度和刚度。伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的乔斯特说,这些复合材料可能会用于软机器人,包括将机器人中的软部件和硬部件结合在一起,这些部件可以克服传统机器人无法提供刚性部件的障碍。

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