A hagfish nem messze van ennivalótól. A rózsaszínű angolna-szerű lények szájuk körül tüskés tüskeket sorolnak fel, amelyek lehetővé teszik számukra pusztuló állatokba ömleszteni, mint pl. De ezek a páratlan gömbök meglepően sikeresek, képesek sokféle környezetben lakni, és több mint 300 millió évig viszonylag változatlanul csinálták őket. Sikereik egyik kulcsa egy ötletes védelmi mechanizmus: iszap.
Amikor ragadozók megtámadják, ezek a kócos kriktusok aktiválják iszapmirigyeiket, eltömve ellenségeik kopoltyáit zselatinos kesztyűvel - egyfajta gooey paprikapermettel, amely lehetővé teszi számukra, hogy érintetlenül meneküljenek. Kevés tengeri élőlény fel van szerelve, hogy megtámadja ezt a vékony védelmi rendszert. Az amerikai haditengerészet reméli, hogy kihasználja a nyálka erejét, és mesterséges változatot szintetizál, hogy búvárokat biztonságban lehessen tartani.
Ha meg tudja akadályozni a hagfish iszap „ick” faktorát, a tengeri zselatinnak sok kívánatos tulajdonsága van. A goo mikroszkopikus szálakból készül, és bár a vékony szálak vékonyabbak, mint egy vérsejt széles, meglepően erősek. Rendkívül hosszúak, közel hat hüvelyk hosszúak. De az a tulajdonság, amely sok kutatót érdekel - és rávilágított a haditengerészet tudósaira - az iszap kiterjedési képessége. Miután a iszap keveredik a vízzel, az eredeti térfogatának csaknem 10 000-szeresére nőhet - állítja Ryan Kincer, a Panamavárosi Haditengerészeti Felszíni Hadügyi Központ anyagmérnöke.
Josh Kogot, Michelle Kincer és Ryan Kincer egy laboratóriumban demonstrálják a csendes-óceáni hagfishből kiválasztott iszap rugalmasságát. (Az amerikai haditengerészet fotója: Ron Newsome) A haditengerészet kutatói azt állítják, hogy elkülönítették azokat a géneket, amelyek kódolják a iszapot alkotó kiterjedt szálakat, és amelyek valójában két különálló fehérjéből állnak - magyarázza Josh Kogot, a projekttel foglalkozó kutatási biokémikus. Ezeket a géneket két E. coli baktérium-tételbe illesztették be, lehetővé téve a mikrobák számára a fehérjék előállításának elvégzését. Ezután kitaláltak egy módszert ezeknek a fehérjéknek a kombinálására iszapszálak létrehozására. A tudósok meg tudták erősíteni, hogy a mesterséges iszapszálak valójában hasonlóak voltak a valós dolgokhoz, miközben szkennelő elektronmikroszkóp alatt szorosan megvizsgálták őket.
Fontos megjegyezni, hogy a haditengerészet még egyetlen eredményt sem tett közzé. És csak korlátozott számú információt tudtak közzétenni kutatásukról, mivel „a potenciális szellemi tulajdon és az ipari partnerrel köthető technológiai engedélyezési megállapodás miatt” írta e-mailben Katherine R. Mapp, a Haditengerészet Felszíni Hadügyi Központjának köztisztviselője. . Úgy vélik azonban, hogy ha képesek vízben iszap-utánokat előállítani, akkor ezt védelmi pajzsként lehet használni a haditengerészet búvárok számára.
Az ötlet az lenne, hogy a nyálkát úgy használják, mint a hagfish, és ezt a közeledő ragadozókkal szemben alkalmazzák. A kulcs, mondja Kincer, az lenne, ha a mészkomponenseket a víztől távol tartaná, amíg a búvárnak ki kell telepítenie. Lehet, hogy paprika-spray típusú palackban hordja, vagy esetleg beépíthető a búvárruhába. A csapat azonban sok más lehetőséget is lát a nyálka számára, például a Kevlar bioalternatíváját - mondja Kogot.
Kogot, a biokémikus, mintát mutat a szintetikus hagfish iszapról, amelyet a csendes-óceáni hagfish alfa- és gammafehérjéiből állítottak elő. (Az amerikai haditengerészet fotója: Ron Newsome) Tehát hogyan alakul ki a nyálka? A tudósok még kidolgozzák a részleteket. Felfedezték, hogy a nyálka két fő alkotóelem kombinációjából készül: a fehérjefonalak duójából (amit a haditengerészet célja utánozni) és a nyálkahártyájából (a zselatin anyag, amely a takon és a nyál számára csúszós textúrát ad). A hagfishben a szálak vékony sejtmembránokban vannak, amelyek „mint egy gyapjúgömb” vannak feltekerve ”- mondta Lukas Böni, az ETH Zürich kutatója, amely az iszapban az élelmiszeriparban való lehetséges alkalmazásának tanulmányozására szolgál, a kereskedelemben kapható zselatinok alternatívájaként. fűtést nem igényel. Az apró rostos kötegek a nyálkacsomagok mellett a körülbelül 150 iszap pórusban helyezkednek el, amelyek a hagfish testének mindkét oldalán végigmennek.
Amikor a hagfish veszélyeztetettnek érzi magát, összehúzza ezeket a pórusokat, felszabadítva a nyálrost golyóit és a nyálkahártyákat. Amikor elérték a vizet, a membránok felszakadnak, és a szorosan feltekert szálak kinyílnak.
"És ezzel értjük a megértésünket" - mondja Douglas Fudge, a kaliforniai Chapman Egyetem kutatója, aki PhD-re végzett kutatása során feltárta a bioszálak meglepő tulajdonságait. Valahogy a szálak összefonódnak a nyálkával, és egy vékony víz alatti hálózatot alkotnak, amelyet főleg víz alkot. Úgy tűnik, hogy a szálak „pókhálót képeznek a víz alatt” - mondja Böni, aki nem vesz részt a haditengerészet munkájában.
Kincer nyálkát húz a csendes-óceáni hagfish-ről egy hálóban. (Az amerikai haditengerészet fotója: Ron Newsome) Fudge, aki szintén nem vesz részt a haditengerészet munkájában, és csapata, még mindig megbeszélik, hogyan történik a bővítés. Ennek a végső keverési folyamatnak a kiderítése nagy akadályt jelent a nyálka védelemhez való felhasználásának. Egy másik lehetséges probléma a megőrzés. Böni és csapata stabilizálja a hagfish-szivárgást, mielőtt olajjal vagy citrát-pufferrel keverik össze vízzel, de még akkor is, ha az összetevők csak napokig vagy hetekig jók.
A haditengerészet kutatói messze nem az elsők, akik megvizsgálják ennek a szokatlan anyagnak a tulajdonságait. 2015-ben egy csoport szingapúri szintetizálta a fehérje szálakat egy hasonló módszernek tűnő módszerrel, és a protein géneit behelyezi az E. coli baktériumokba. Fudge kutatócsoportja is érdekli a nyálka utánozása, de ahelyett, hogy csak a szálakat hozná létre, a goo teljes egészét újra létrehozni akarja, hogy jobban megértse, hogyan formálódik.
"Nagyon összpontosítunk erre a telepítési kérdésre - hogyan megy a zsírok tömött anyagáig a tengervízben történő kiterjedéséig" - mondja Fudge.
Bár még mindig sok akadály van a iszap szintetikus előállításában nagy mennyiségben, sokan ezt a viszkózus anyagot tekintik a jövő öko-anyagának, amelyet ruházatban, cápariasztóban és élelmiszerekben lehet felhasználni.
Tehát ellenőrizze azt a gag reflexet.
"Egyszer megettem" - mondja Böni. "Íz, mint a tengervíz."
