🦈 Акулы эволюционируют уже более 450 миллионов лет! Их скелеты состоят не из костей, а из прочной минерализованной хрящевой ткани. Эти хищники не просто быстры — их тело создано для максимальной эффективности. Позвоночник работает как природная пружина, накапливая и высвобождая энергию при каждом движении хвоста, обеспечивая плавную и мощную динамику.
🔬 Ученые заглянули внутрь скелета акул на наноуровне, обнаружив уникальную «акуло-архитектуру». Она помогает этим древним хищникам выдерживать экстреманые нагрузки при постоянном движении.
🌐 Используя синхротронную рентгеновскую нанотомографию и 3D-моделирование, исследователи из Университета Флориды (США) и DESY (Германия) детально изучили структуру скелета черноперой акулы (Carcharhinus limbatus).
📄 Результаты, опубликованные в журнале ACS Nano, показали два типа минерализованных хрящей: corpus calcareum и intermediale. Оба состоят из коллагена и биоапатита, но их внутренняя структура различается.
💪 Минерализованные пластины образуют пористую структуру, усиленную толстыми перемычками. Это позволяет скелету выдерживать нагрузку в разных направлениях — ключевая адаптация для акул, чей позвоночник постоянно испытывает стресс.
🦴 На наноуровне биоапатит (минерал, присутствующий и в человеческих костях) образует игольчатые кристаллы, выровненные вдоль коллагеновых волокон. Такая структура обеспечивает прочность и гибкость!
🌀 Ученые обнаружили спиральные коллагеновые волокна, которые предотвращают распространение трещин. При нагрузке волокна и минералы работают вместе, распределяя энергию, что объясняет удивительную устойчивость акул.
🧪 «Природа создает прочные материалы, комбинируя минералы и коллаген — это биоминерализация. Скелет акул работает как пружина, накапливая энергию при плавании. Мы учимся у природы, чтобы создавать материалы будущего», — объясняет Вивиан Мерк, ведущий автор исследования.
⚡ В экспериментах трещины в скелете акулы появлялись только после повторной нагрузки, что говорит о встроенной защите от разрушения.
🌊 Черноперые акулы, обитающие в теплых прибрежных водах, развивают скорость до 32 км/ч и известны акробатическими прыжками из воды во время охоты.
🔧 Исследование не только раскрывает секреты акул, но и вдохновляет на создание новых материалов — от медицинских имплантов до защитного снаряжения.
«Структура акулы — идеальный пример прочности и гибкости. Мы учимся у природы, чтобы делать технологии лучше», — подчеркивает Марианна Портер, соавтор работы.
Исследование поддержано Университетом Флориды, DESY и NOAA Fisheries. 🌐✨