Биссус - Byssus
Биссусных ( / б ɪ с ə с / ) представляет собой пучок волокон , секретируемых многих видов двустворчатых моллюсков , что функция , чтобы прикрепить моллюска к твердой поверхности. У видов из нескольких семейств моллюсков есть виссус, в том числе раковины пера ( Pinnidae ), настоящие мидии ( Mytilidae ) и Dreissenidae .
Нити
Нити биссуса создаются определенными видами морских и пресноводных двустворчатых моллюсков , которые используют биссус для прикрепления к камням, субстратам или морскому дну. В съедобных мидиях несъедобный биссус, обычно известный как «борода», удаляется перед приготовлением.
Многие виды мидий выделяют биссусные темы для прикрепления к поверхностям, с семьями в том числе Arcidae , Mytilidae , Anomiidae , Pinnidae , Pectinidae , дрейссениды и Unionidae .
Механика
Биссус, или биссальный комплекс, состоит из множества внеклеточных коллагеновых нитей, которые расположены радиально мидией от центрального стебля. Каждая нить состоит из трех областей: гофрированной проксимальной области рядом с телом мидии, более длинной гладкой дистальной области, соединяющей проксимальную область с конечной пластиной, и самой клейкой пластины, которая прикрепляет мидию к поверхности. Проксимальная область состоит из гофрированной оболочки, охватывающей свободно расположенные свернутые волокна; эти катушки могут распускаться, чтобы растянуть волокно под действием приложенной силы. Дистальная область более упорядочена и состоит из выровненных пучков коллагеновых волокон, которые придают волокну жесткость. Зубной налет состоит из коллагеноподобных волокон поверх губчатого матрикса, в котором адгезивный белок откладывается и затвердевает.
Назначение биссуса - удерживать мидию прикрепленной к желаемой поверхности, и для этого нити биссуса должны выдерживать сильные циклические движения из-за приливных воздействий вблизи береговых линий, где обитают мидии. Механические испытания живых мидий показали, что резьба биссала может растягиваться на 39% до выхода и на 64% до разрыва при номинальной скорости деформации 10 мм / мин. Испытания на растяжение показывают, что нити демонстрируют три различные фазы: начальная жесткость как в дистальной, так и в проксимальной областях, разупрочнение из-за текучести в дистальной области и, наконец, жесткость, непосредственно предшествующая разрушению при растяжении. Способность дистальной области сдавливаться перед разрушением придает мидиям характерную выносливость даже при сильных приливных силах. Были изучены многие переменные, которые влияют на производительность биссальной нити, в том числе видовые вариации, сезонные колебания, температурные эффекты и эффекты старения. В частности, температурные эффекты показали, что температура стеклования составляет 6 ° C.
Количество нитей, используемых мидиями для прикрепления, обычно составляет от 20 до 60; это может варьироваться в зависимости от вида, сезона или возраста мидий. В условиях циклического прилива радиальное распределение волокон позволяет мидии динамически выравнивать большинство своих волокон в направлении приложенной силы. Это снижает нагрузку на любую одну нить, уменьшая вероятность сбоя и отсоединения. Мидии также способны выбрасывать весь биссальный комплекс, включая центральный ствол, не повреждая себя. Комплекс можно просто регенерировать и возобновить укладку волокон в течение 24 часов.
Когда нога моллюска встречает расщелину, он создает вакуумную камеру , вытесняя воздух и выгибаясь, похожим на водопроводчик поршень прочистить слив. Биссус, который состоит из кератина , белков, содержащих хинон ( полифенольные белки ) и других белков, извергается в эту камеру в жидкой форме, как при литье под давлением при переработке полимеров, и пузырится , образуя липкую пену. Свернув ногу в трубку и накачивая пену, мидия образует липкие нити размером с человеческий волос. Затем мидия покрывает нити другим белком, в результате чего получается клей. Динамика прикрепления зубного налета изучается как для имитации прочного адгезива, так и для создания покрытий, к которым зубной налет не может прилипать. Стратегии выделения загрязнений, такие как фторполимерные краски и покрытия, наполненные смазкой, являются активной областью исследований, важной для предотвращения загрязнения морских структур инвазивными видами мидий, такими как зебра и квагга.
Биомиметики
Биссус - замечательный клей, который не разрушается и не деформируется водой, как многие синтетические клеи. Замечательные свойства этого клея, в частности белков стопы мидий (Mfps), побудили множество попыток имитировать превосходную адгезионную способность, которую демонстрируют мидии, либо путем получения Mfps с помощью других организмов, либо путем создания синтетических полимеров с аналогичными свойствами. Например, генные инженеры вставили ДНК мидий в дрожжевые клетки, чтобы преобразовать гены в соответствующие белки. Синтетические подходы обычно используют катехол в качестве сшивающего агента для получения износостойких полимерных сеток. Имитация Mfp-3 для индукции коацервации является еще одним ключевым свойством, поскольку это защищает материал от частичного растворения в соленой воде.
Применение биомиметического клея биссуса включает биомедицинские адгезивы, терапевтические применения и противообрастающие покрытия.
Историческое использование
Биссус часто относится к длинным, тонким, шелковистым нитям, выделяемым большой средиземноморской оболочкой пера Pinna nobilis . Нити биссуса этого вида ушных раковин могут достигать 6 см (2,4 дюйма) в длину и исторически превращались в ткань.
Ткань из биссуса - это редкая ткань, также известная как морской шелк , которая производится с использованием виссуса раковин ручек в качестве источника волокна.
использованная литература
внешние ссылки
-
Словарное определение биссуса в Викисловаре
