Колючки морского ежа

Джонатан Сарфати

С морскими ежами знакомы многие. Стоит только наступить на его острые и сильные колючки, как пляжный отдых тот час испорчен. Это животное использует колючки для перемещения и для защиты от хищников, например, морских выдр. Недавно биологи и инженеры из австралийских университетов проанализировали гениальные структуры морского ежа с помощью мощного инструмента, компьютерного микротомографа (микро-КТ).1

Читайте также: Морская выдра фото

Каждая колючка морского ежа представляет собой монокристалл кальцита (CaCO₃). Обычно это мягкий и ломкий минерал, но в определенных условий он может быть очень крепким. Итак, колючка – это полый конический цилиндр, который сохраняет вес и материалы, не применяя много силы. Некоторые ионы магния заменяют ионы кальция, что создает в структуре нерегулярность. Это препятствует распространению трещин (тот же принцип объясняет большую прочность металлических сплавов). Создается впечатление, что трещины образуются в стекле, некристаллическом твердом веществе, а не в кристалле. Такой способ образования трещин поглощает энергию и защищает основную сферическую оболочку (панцирь) животного.

В кристалле присутствует и небольшое количество органического материала (гликопротеин), что также особенно важно для прочности.2

Особую силу колючкам морского ежа придает их очень тонкая структура. Кристалл состоит из близко расположенных друг от друга радиальных клиньев, соединенных мостами. Тонкие края направляют нагрузку наружу, а пространства останавливают распространение трещин по всей колючке. Исследователи говорят: «В целом, колючка морского ежа очень пористая со сложной структурной иерархией».3

(Морской еж среди кораллов)

Читайте также: Кораллы фото

Читайте также: Большой Барьерный Риф молодой или старый?

В своем докладе исследователи преклоняются перед эволюцией, хоть и не подкрепляют её никакими фактами. Они называют эту удивительную структуру «эволюционной функцией», которая была «оптимизирована» и «пережила сотни миллионов лет». Тем не менее, они признают, что «это открытие может иметь огромную важность для создания новых биологически-вдохновленных материалов и эффективных инженерных конструкций». А еще это должно указывать на то, что оригинал был создан куда лучше, не так ли?!

Ссылки и примечания

1. Цафнат Н., Микромеханика колючек морских ежей // PLoS ONE 7(9):e44140, 2012 | doi:10.1371/journal.pone.0044140. Вернуться к тексту.
2. Такое сочетание минерала и белка играет важную роль в прочности панцирей морских ушек и моллюсок — см. Сарфати Д. Удивительный панцирь морских ушек // Creation 30(1):44–45, 2007; creation.com/abalone и Супер раковины // Creation 27(3):19, 2005; creation.com/conch. Вернуться к тексту.
3. Гоф M., Раскрыта тайна инженерии морских ежей, Engineers Australia, с. 13, January 2013. Вернуться к тексту.