Slávky jedlé (Mytilus edulis), žijúce na skalnatom morskom pobreží, nemajú na prvý pohľad jednoduchý život. Okrem toho, že obývajú vcelku nehostinné miesta s neustálym náporom slanej vody, vetra a dažďa, brúsia si na ne zuby aj rôzni predátori. Vrátane hladných gurmánov druhu Homo sapiens, pre ktorých sú slávky dusené na bielom víne s petržlenovou vňaťou jedným z vrcholov kulinárstva.
Máloktorý živočích na Zemi sa však nechá len tak bez odporu skonzumovať. Tobôž nie jedlé morské lastúrniky. Okrem toho, že majú pevnú, uzatvárateľnú vápenatú schránku, je vskutku problém ich nepoškodené odtrhnúť od podkladu, na ktorom žijú. Spôsob života dospelých slávok nám môže pripadať dosť statický, skoro až nudný. Vyžaduje totiž vlastne len jediné: pripútať sa ku vhodnej skale alebo trebárs k pylónu móla a živiť sa tým, čo oceán prinesie.
V praxi to prebieha asi tak, že plávajúca larva lastúrnika intenzívne vyhľadáva vhodný vlhký povrch, na ktorom by sa zachytila. Len čo ho nájde, prichytí sa naň a vylúči na podklad mikrokvapky svojho tekutého lepidla. To za krátky čas v slanej vode stuhne na nerozpustnú tvrdú hmotu a živočích sa pevne a natrvalo prilepí na dané miesto. Nuž, a vzápätí larva prejde do štádia dospelého jedinca, ktorého jedinou doživotnou starosťou zostáva konzumovať planktón a množiť sa.
.lepidlo
Dnes už čiastočne rozumieme tomu, ako prichádza k tvrdnutiu lepidla morských lastúrnikov vo vode. Spôsob, akým vedci pri riešení problému postupovali, je zaujímavý a inšpiratívny zároveň. Položili si najprv otázku: aký známy biomateriál sa vo vode „zráža“ a tuhne (koaguluje) podobne ako mor - ské lepidlo?
Odpoveď určite pozná každý (muž): predsa krv a ejakulát. Nuž, a hneď tá prvá analógia bola úspešným vodítkom. (Druhá by bola tiež, tú však z rôznych dôvodov netestovali). Zistili totiž, že tuhnutie morského cementu si vyžaduje rovnaký enzým (serínovú proteázu), aký je nevyhnutný na vytvorenie krvnej zrazeniny v ľudskom tele! Ale doslova šokujúce bolo až zistenie, že jeden z proteínov biolepidla je prakticky identický s humánnym faktorom VIII, čo je látka nevyhnutná pre správnu zrážanlivosť krvi u ľudí. Zdá sa, že evolúcia v tomto prípade zvolila dve podobné biochemické stratégie na rôzne účely. Inými slovami, tvrdnutie (polymerizácia) lepidla lastúrnikov je vlastne špeciálnou formou hojenia rán. Alebo aj naopak.
Nuž, a z čoho sa teda morský biocement vlastne skladá? Z veľkej časti ho tvoria bielkoviny a zvyšok pozostáva z malého množstva cukrov, tukov a anorganických solí. Tých proteínov je tam niekoľko rôznych druhov a pôsobením spomínaného enzýmu prichádza k rýchlemu vzájomnému poprepletaniu ich jednotlivých reťazcov krížom-krážom. Vzniká tak hustá a pevná sieťová štruktúra, ktorá je nielen lepkavá, ale po stuhnutí aj extrémne tvrdá. Nedávno sa v biolepidle las - túrnikov zistila aj prítomnosť atómov železa a usudzuje sa, že práve tento kov zvyšuje nielen elasticitu, ale aj pevnosť vzniknutého cementu.
.lode
Fúzonôžky patria medzi kôrovce žijúce výlučne v slanej vode. Väčšina ich druhov sú hermafrodity, čiže jeden organizmus má tak samčie, ako aj samičie reprodukčné orgány. Napriek tomu značná časť z nich musí byť oplodnená najbližším „susedom“, a (aj) preto ich vo veľkých kolóniách žije toľko pokope. Často tak vytvárajú kompaktné a odolné masívy, ktoré do istej miery chránia pobrežie pred vodnou eróziou. Navyše sú kolónie týchto kôrovcov aj fotogenické, ako sa tak rozrastajú na skalách omývaných morským príbojom. Len čo sa však objavia na trupoch lodí, stávajú sa veľkým problémom. Fúzonôžky sa totiž pevne prichytia pod čiarou ponoru a držia tam doslova ako prilepené. Počas plavby však kvôli nim prichádza k značnému nárastu odporu lode, čo má, samozrejme, za následok buď zníženie jej rýchlosti, alebo zvýšenie spotreby paliva.
Odhaduje sa, že loď obrastená šesťmesačnou kolóniou fúzonôžok potrebuje na zachovanie svojej pôvodnej rýchlosti približne o polovicu viac paliva. Nečudo teda, že majitelia lodí vrátane vojenského námorníctva fúzonôžky urputne odstraňujú a nie je to veru lacný špás. Celosvetové ročné náklady spojené s čistením lodných trupov od kôrovcov sa odhadujú na miliardu dolárov! Prevencia je aj v tomto prípade oveľa lacnejšia a donedávna najpoužívanejším spôsobom na zabránenie ich prichytenia boli nátery s obsahom medi alebo cínu, ktoré sú pre larvy fúzonôžok toxické. Tieto prípravky však nie sú práve šťastnou voľbou, pretože ich účinné zložky sa z lodných náterov postupne uvoľňujú a následne likvidujú ďalšie morské živočíchy vrátane rýb a koralov. Práve z tohto dôvodu je ich používanie v súčasnosti zakázané a hľadajú sa vhodnejšie alternatívy. Jednou z nich je veterinárne sedatívum medetomidín, ktoré efektívne zabraňuje larvám fúzonôžok zachytiť sa na trupe lodí. Zistilo sa, že táto molekula aktivuje u ich lariev špeciálny receptor, ktorý následne vydá svalom živočícha signál plávať preč od lode namiesto k nej. Podstatné je, že stačí použiť veľmi malé množstvo medetomidínu na prejavenie sa jeho „odplašujúcich“ vlastností, a teda predstavuje minimálnu toxickú záťaž pre okolité prostredie.
Existuje však aj fyzikálny spôsob, ako brázdiť moria a oceány bez kolónií kôrovcov na trupe lodí. A (bio)inšpirácia naň pochádza taktiež zo šírych slaných vôd: je to žralok. Konkrétne unikátna štruktúra jeho kože. Jej povrch totiž tvoria malé pravouhlé šupiny s malými ostňami a štetinkami, ktoré ju robia na pohmat drsnou (žraločia koža sa v minulosti dokonca používala ako brúsny papier). Mimochodom, tie šupiny pripomínajú žraločie vrúbkované zuby, tak výzorom, ako aj štruktúrou. Nuž, a okrem toho, že takýto povrch kladie pri plavbe len malý odpor, zároveň účinne zabraňuje prichyteniu sa čohokoľvek vrátane „lepkavých“ fúzonôžok. Dnes už existujú prvé „drsné“ materiály vyrobené na princípe žraločej kože a ich testy sú zatiaľ sľubné. Aktuálnym rekordom je 18-mesačný oceánsky pobyt skúšobného prototypu bez akýchkoľvek známok prítomnosti neželaných pasažierov na plášti lode.
.lekári
Výnimočné vlastnosti morského cementu slávok a fúzonôžok neunikli ani pozornosti dentistov. Nečudo, veď vrstvička ich biolepidla o veľkosti nechta na palci a hrúbke zhruba osem mikrometrov vydrží tlak až troch ton! Tento fascinujúci materiál v mraze nepraská a v horúčavách sa netopí, iba zmäkne. Nenaleptajú ho kyseliny ani zásady, nerozpúšťa sa v organických rozpúšťadlách a samozrejme ani vo vode.
Je evidentné, že úžasná hmota, ktorú tieto morské živočíchy prirodzene produkujú a úspešne používajú už milióny rokov, je ako stvorená na využitie (aj) v humánnej stomatológii. Tím vedcov z univerzity v Singapure už zistil, že sa dá aplikovať nielen ako biokompatibilné lepidlo na fixáciu drôtených korekčných strojčekov na zuby, ale aj ako dentálna výplň namiesto tradičných amalgámových plômb. Na rozdiel od nich je však biocement nielenže netoxický, ale ešte navyše aj biely. No nie je to dôvod na žiarivý úsmev?
Máloktorý živočích na Zemi sa však nechá len tak bez odporu skonzumovať. Tobôž nie jedlé morské lastúrniky. Okrem toho, že majú pevnú, uzatvárateľnú vápenatú schránku, je vskutku problém ich nepoškodené odtrhnúť od podkladu, na ktorom žijú. Spôsob života dospelých slávok nám môže pripadať dosť statický, skoro až nudný. Vyžaduje totiž vlastne len jediné: pripútať sa ku vhodnej skale alebo trebárs k pylónu móla a živiť sa tým, čo oceán prinesie.
V praxi to prebieha asi tak, že plávajúca larva lastúrnika intenzívne vyhľadáva vhodný vlhký povrch, na ktorom by sa zachytila. Len čo ho nájde, prichytí sa naň a vylúči na podklad mikrokvapky svojho tekutého lepidla. To za krátky čas v slanej vode stuhne na nerozpustnú tvrdú hmotu a živočích sa pevne a natrvalo prilepí na dané miesto. Nuž, a vzápätí larva prejde do štádia dospelého jedinca, ktorého jedinou doživotnou starosťou zostáva konzumovať planktón a množiť sa.
.lepidlo
Dnes už čiastočne rozumieme tomu, ako prichádza k tvrdnutiu lepidla morských lastúrnikov vo vode. Spôsob, akým vedci pri riešení problému postupovali, je zaujímavý a inšpiratívny zároveň. Položili si najprv otázku: aký známy biomateriál sa vo vode „zráža“ a tuhne (koaguluje) podobne ako mor - ské lepidlo?
Odpoveď určite pozná každý (muž): predsa krv a ejakulát. Nuž, a hneď tá prvá analógia bola úspešným vodítkom. (Druhá by bola tiež, tú však z rôznych dôvodov netestovali). Zistili totiž, že tuhnutie morského cementu si vyžaduje rovnaký enzým (serínovú proteázu), aký je nevyhnutný na vytvorenie krvnej zrazeniny v ľudskom tele! Ale doslova šokujúce bolo až zistenie, že jeden z proteínov biolepidla je prakticky identický s humánnym faktorom VIII, čo je látka nevyhnutná pre správnu zrážanlivosť krvi u ľudí. Zdá sa, že evolúcia v tomto prípade zvolila dve podobné biochemické stratégie na rôzne účely. Inými slovami, tvrdnutie (polymerizácia) lepidla lastúrnikov je vlastne špeciálnou formou hojenia rán. Alebo aj naopak.
Nuž, a z čoho sa teda morský biocement vlastne skladá? Z veľkej časti ho tvoria bielkoviny a zvyšok pozostáva z malého množstva cukrov, tukov a anorganických solí. Tých proteínov je tam niekoľko rôznych druhov a pôsobením spomínaného enzýmu prichádza k rýchlemu vzájomnému poprepletaniu ich jednotlivých reťazcov krížom-krážom. Vzniká tak hustá a pevná sieťová štruktúra, ktorá je nielen lepkavá, ale po stuhnutí aj extrémne tvrdá. Nedávno sa v biolepidle las - túrnikov zistila aj prítomnosť atómov železa a usudzuje sa, že práve tento kov zvyšuje nielen elasticitu, ale aj pevnosť vzniknutého cementu.
.lode
Fúzonôžky patria medzi kôrovce žijúce výlučne v slanej vode. Väčšina ich druhov sú hermafrodity, čiže jeden organizmus má tak samčie, ako aj samičie reprodukčné orgány. Napriek tomu značná časť z nich musí byť oplodnená najbližším „susedom“, a (aj) preto ich vo veľkých kolóniách žije toľko pokope. Často tak vytvárajú kompaktné a odolné masívy, ktoré do istej miery chránia pobrežie pred vodnou eróziou. Navyše sú kolónie týchto kôrovcov aj fotogenické, ako sa tak rozrastajú na skalách omývaných morským príbojom. Len čo sa však objavia na trupoch lodí, stávajú sa veľkým problémom. Fúzonôžky sa totiž pevne prichytia pod čiarou ponoru a držia tam doslova ako prilepené. Počas plavby však kvôli nim prichádza k značnému nárastu odporu lode, čo má, samozrejme, za následok buď zníženie jej rýchlosti, alebo zvýšenie spotreby paliva.
Odhaduje sa, že loď obrastená šesťmesačnou kolóniou fúzonôžok potrebuje na zachovanie svojej pôvodnej rýchlosti približne o polovicu viac paliva. Nečudo teda, že majitelia lodí vrátane vojenského námorníctva fúzonôžky urputne odstraňujú a nie je to veru lacný špás. Celosvetové ročné náklady spojené s čistením lodných trupov od kôrovcov sa odhadujú na miliardu dolárov! Prevencia je aj v tomto prípade oveľa lacnejšia a donedávna najpoužívanejším spôsobom na zabránenie ich prichytenia boli nátery s obsahom medi alebo cínu, ktoré sú pre larvy fúzonôžok toxické. Tieto prípravky však nie sú práve šťastnou voľbou, pretože ich účinné zložky sa z lodných náterov postupne uvoľňujú a následne likvidujú ďalšie morské živočíchy vrátane rýb a koralov. Práve z tohto dôvodu je ich používanie v súčasnosti zakázané a hľadajú sa vhodnejšie alternatívy. Jednou z nich je veterinárne sedatívum medetomidín, ktoré efektívne zabraňuje larvám fúzonôžok zachytiť sa na trupe lodí. Zistilo sa, že táto molekula aktivuje u ich lariev špeciálny receptor, ktorý následne vydá svalom živočícha signál plávať preč od lode namiesto k nej. Podstatné je, že stačí použiť veľmi malé množstvo medetomidínu na prejavenie sa jeho „odplašujúcich“ vlastností, a teda predstavuje minimálnu toxickú záťaž pre okolité prostredie.
Existuje však aj fyzikálny spôsob, ako brázdiť moria a oceány bez kolónií kôrovcov na trupe lodí. A (bio)inšpirácia naň pochádza taktiež zo šírych slaných vôd: je to žralok. Konkrétne unikátna štruktúra jeho kože. Jej povrch totiž tvoria malé pravouhlé šupiny s malými ostňami a štetinkami, ktoré ju robia na pohmat drsnou (žraločia koža sa v minulosti dokonca používala ako brúsny papier). Mimochodom, tie šupiny pripomínajú žraločie vrúbkované zuby, tak výzorom, ako aj štruktúrou. Nuž, a okrem toho, že takýto povrch kladie pri plavbe len malý odpor, zároveň účinne zabraňuje prichyteniu sa čohokoľvek vrátane „lepkavých“ fúzonôžok. Dnes už existujú prvé „drsné“ materiály vyrobené na princípe žraločej kože a ich testy sú zatiaľ sľubné. Aktuálnym rekordom je 18-mesačný oceánsky pobyt skúšobného prototypu bez akýchkoľvek známok prítomnosti neželaných pasažierov na plášti lode.
.lekári
Výnimočné vlastnosti morského cementu slávok a fúzonôžok neunikli ani pozornosti dentistov. Nečudo, veď vrstvička ich biolepidla o veľkosti nechta na palci a hrúbke zhruba osem mikrometrov vydrží tlak až troch ton! Tento fascinujúci materiál v mraze nepraská a v horúčavách sa netopí, iba zmäkne. Nenaleptajú ho kyseliny ani zásady, nerozpúšťa sa v organických rozpúšťadlách a samozrejme ani vo vode.
Je evidentné, že úžasná hmota, ktorú tieto morské živočíchy prirodzene produkujú a úspešne používajú už milióny rokov, je ako stvorená na využitie (aj) v humánnej stomatológii. Tím vedcov z univerzity v Singapure už zistil, že sa dá aplikovať nielen ako biokompatibilné lepidlo na fixáciu drôtených korekčných strojčekov na zuby, ale aj ako dentálna výplň namiesto tradičných amalgámových plômb. Na rozdiel od nich je však biocement nielenže netoxický, ale ešte navyše aj biely. No nie je to dôvod na žiarivý úsmev?
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.