W ostatnich latach naukowcy ujawnili wiele sekretów dotyczących biomineralizacji. Jest to proces, dzięki któremu jeżowce posiadają kolce, mięczaki budują swoje skorupy, koralowce tworzą szkielety, a ssaki i inne zwierzęta posiadają kości oraz zęby.
Przepis na wytwarzanie wymienionych elementów był utrzymywany w tajemnicy przez naturę, ale nowe narzędzia analityczne i mikroskopy pozwoliły go odkryć. Naukowcy mogli zobaczyć w nanoskali, w jaki sposób wiele zwierząt używa dokładnie tych samych mechanizmów do tworzenia struktur biomineralnych.
Skorupy, kolce i szkielety koralowców są nie tylko takie same w wielu obecnie żyjących liniach zwierząt, ale sięgają nawet 550 milionów lat wstecz. Co więcej, ewoluowały one niezależnie co najmniej kilka razy. Odkrycie, że biomineralizacja ewoluowała wiele razy w ten sposób pokazuje, że musi istnieć ku temu jakiś powód – fizyczny bądź chemiczny.
Czytaj też: Skamieniałość sprzed 165 mln lat rzuca światło na ewolucję ssaków
Podstawą biomineralizacji są amorficzne nanocząstki węglanu wapnia. Zdolność wielu zwierząt do tworzenia twardych, ochronnych struktur była prawdopodobnie reakcją na ewolucję mięsożerców. Zmiana ta jest widoczna w okresie kambryjskim, który rozpoczął się około 541 milionów lat temu. To właśnie wtedy nastąpił swego rodzaju bum biomineralizacyjny.
Mikroskopijne cząstki węglanu wapnia wytwarzane w komórkach zwierzęcych są tymi samymi materiałami, które tworzą osady „wapienne” w rurach. U zwierzęcia przekształcają się one w miejscu biomineralizacji, co zaobserwowano przy użyciu nowatorskiego mikroskopu, który wykorzystuje promienie rentgenowskie wytwarzane przez promieniowanie synchrotronowe. W ten sposób autorzy badania mogli obserwować w nanoskali, w jaki sposób struktury łączą się podczas powstawania.
I choć zwierzę ulega wielu zmianom wraz z upływem czasu, sygnatura biomineralizacji nanocząstek pozostaje nienaruszona i może być obserwowana nawet po milionach lat. W ten sposób naukowcy mogli się cofnąć w czasie i zaobserwować, że biomineralizacja poprzez wiązanie cząstek wyglądała tak samo jak u współczesnych zwierząt.
[Źródło: phys.org; grafika: Pupa Gilbert]
Czytaj też: Zobaczcie te niesamowite obrazy wprost spod mikroskopu
