Секрет самых твёрдых зубов на Земле

У хитонов самые твёрдые зубы на Земле. Эти моллюски, также называемые хитонами, используют свои магнитные, содержащие железо зубы, чтобы соскребать водоросли с камней, подобно своему дальнему родственнику блюдечку. В журнале Science японские биологи описывают, как магнетит попадает в зубы хитона: благодаря белку, который обеспечивает правильную дозировку и время его поступления.

Морские улитки, обитающие на камнях в приливно-отливной зоне, – мастера на все руки. Их прочный панцирь защищает от морских звёзд и других хищников, их «нога» выдерживает сильные волны, а радулой – языком с рядами зубов – они скользят по камням. Именно из-за экстремальных условий обитания у них есть некоторые особенности внешнего вида по сравнению с другими улитками: их раковина плоская и плотно прилегает к субстрату, не давая мягким тканям выступать наружу. Кроме того, у них есть сверхтвёрдые зубы, которые могут стираться, но тут же заменяются новыми.

У обыкновенного моллюска (Patella vulgata) , улитки с круглой, заостренной «раковиной», напоминающей рисовую шапочку, и не являющейся прямым родственником хитонов, зубы состоят из железосодержащего минерала гётита. Предыдущие исследования показали, что гётитовые зубы способны выдерживать растяжение до 6,5 гигапаскалей. Для сравнения, это на 2 гигапаскаля больше, чем у паучьего шёлка, другого сверхпрочного биологического материала. Даже изнашиваясь, зубы моллюска остаются острыми. Это обусловлено их строением: кристаллы гётита расположены друг над другом, образуя своего рода черепицу.

В нужное время, в нужном месте

В текущей статье журнала Science описывается гигантская жук-улитка Cryptochiton stelleri длиной более тридцати сантиметров, зубы которой сделаны из столь же прочного магнетита. Исследователи обнаружили, что особый белок RTMP1 обеспечивает правильную дозировку оксида железа на ранних стадиях развития зубов. На этом этапе зубы представляют собой всего лишь «прозрачную матрицу» из хитина и белков, пишут авторы. Впоследствии его место занимает еще не прочный красновато-коричневый оксид железа, а в конечном итоге — твердый черный магнетит. RTMP1 связывается с ионами железа в этом процессе, обеспечивая минерализацию в нужное время и в нужном месте. Это позволяет гигантской жук-улитке выполнять повторяющиеся соскребающие движения по камням в свое удовольствие своей радулой.

Иногда они настолько масштабны, что оказывают влияние даже на геологию: например, статья 2022 года в журнале Journal of Composite Materials включает в себя захватывающее изображение грибовидных камней, созданных путем соскабливания хитонов.

Кстати, у моллюсков-блюдечек также наблюдается явление, называемое «грибообразованием» , хотя оно относится к совершенно иному явлению: при приближении врага, например, морской звезды, улитка слегка приподнимает раковину, придавая ей вид гриба. Когда морская звезда просовывает одно из щупалец под раковину, моллюск быстро опускается обратно, зажимая щупальце.