Niesamowite i praktyczne zastosowania śluzu hagfish

Śluz włochaty jest galaretowatą, białkową substancją wydzielaną przez włochaty w odpowiedzi na zagrożenie. Ten lepki materiał ma zaskakującą liczbę zastosowań, a jego unikalne właściwości mogą wpływać na przyszły projekt wszystkiego, od odzieży po obronę przeciwrakietową.

Kluczowe dania na wynos: Szlam hagfish

Hagfish jest ryby morskie produkujące szlam znany z braku oczu i wyglądu przypominającego węgorza. Jednak pomimo tego, że nazywają się „węgorzami szlamowymi”, te wyjątkowe stworzenia wcale nie są węgorzami. Hagfish jest raczej ryba bez szczęki który ma czaszkę, ale nie kręgosłupa. Jego ciało składa się całkowicie z chrząstki, podobnie jak ludzkie uszy i nosy lub ciało rekina.

Ponieważ włochaty nie mają układów szkieletowych, mogą wiązać swoje ciała w węzły. Często dokonują tego wyczynu podczas jedzenia, aby zwiększyć siłę swojego ugryzienia i emitują szlam, aby zapobiec zadławieniu się substancją.

Hagfish nie ma szczęk, ale mają dwa rzędy „zębów” wykonanych z keratyny, tego samego włóknistego białka, które tworzy włosy, kopyta i rogi innych zwierząt. Są to padlinożercy, którzy żywią się bezkręgowcami morskimi i zwłokami morskiego życia znalezionymi na dnie morskim. Nie muszą też polegać na zębach - są w stanie wchłonąć składniki odżywcze przez ich ciała i mogą przetrwać miesiące bez jedzenia.

Włóczęga jest ważną częścią ekosystemu morskiego, a śluzowate mieszkańcy morza są uważane za przysmak w Korei. Jest nawet Narodowy Dzień Hagfish (trzecia środa października) z okazji wkładu tego niezwykłego padlinożercy.

Kiedy hagfish czuje się zagrożony, uwalnia śluz hagfish, białkową, galaretowatą substancję z porów szlamu biegnących przez całe jego ciało. Szlam jest gęstym wydalaniem glikoprotein zwanym mucyną, która jest podstawową substancją w śluzie, zwaną potocznie smoczkiem lub flegmą. Jednak w przeciwieństwie do innych rodzajów śluzu śluz włochaty nie wysycha.

Mucyna składa się z długich, nitkowatych włókien podobnych do pająk jedwab. Te pasma, które są ułożone w wiązki zwane motkami, są cieńsze niż ludzkie włosy, mocniejsze niż nylon i niezwykle elastyczne. Gdy motki wchodzą w kontakt z wodą morską, klej trzymający je razem rozpuszcza się, umożliwiając gwałtowny rozwój szlamu. Mówi się, że jeden włoch może napełnić wiadro o pojemności pięciu galonów szlamem w zaledwie kilka minut. Szlam wypełnia pysk i skrzela atakującego hagfisha, umożliwiając mu ucieczkę.

Jeśli hagfish zostanie uwięziony we własnym szlamie, usuwa lepki bałagan, wiążąc jego ciało w supeł. Następnie przesuwa węzeł wzdłuż jego ciała, odsuwając szlam od końca.

Ze względu na siłę, elastyczność i szybkie rozprzestrzenianie się szlamu włochatego naukowcy są bardzo zainteresowani jego potencjalnymi zastosowaniami. Naukowcy eksperymentują z metodami wytwarzania szlamu sztucznego, ponieważ ekstrakcja substancji bezpośrednio z włoch jest kosztowna i stresująca dla zwierzęcia.

Istnieje wiele możliwych zastosowań śluzu włochatego. Włóczęga jest już używana do wyrobu takich produktów, jak worki ze „skórą węgorza”. Mocne, elastyczne tkaniny wykonane ze śluzu włochatego mogłyby zastąpić materiały ropopochodne, takie jak nylon; uzyskana tkanina byłaby bardziej trwała i przyjazna dla środowiska.

Szlam Hagfish może być stosowany w sprzęcie ochronnym, takim jak hełmy ochronne i kamizelki z kevlaru. W przemyśle motoryzacyjnym śluz włochaty może być stosowany w poduszkach powietrznych lub w celu dodania lekkiej wytrzymałości i elastyczności częściom samochodowym. Naukowcy sądzą, że mogą użyć szlamu włochatego do stworzenia hydrożeli, które mogłyby być stosowane w pieluchach jednorazowych i systemach nawadniania w gospodarstwach.

Marynarka Wojenna USA jest obecnie praca ze śluzem włochatym w nadziei na stworzenie substancji, która może chronić nurków przed podwodnymi atakami, zwalczać pożary, a nawet powstrzymywać pociski. Inne zastosowania śluzu włochatego obejmują inżynierię tkanek i wymianę uszkodzonych ścięgien.

• Bernards, Mark A. i in. „Spontaniczne rozwarstwianie się motków nici śluzu włochatego odbywa się za pomocą rozpuszczalnego w wodzie morskiej kleju białkowego”. Journal Of Experimental Biology, tom 217, nr. 8, 2014, ss. 1263-1268. Firma biologów, doi: 10.1242 / jeb.096909.
• Mapp, Katherine. „Marynarka wojenna USA syntetycznie odtwarza biomateriał, aby pomóc personelowi wojskowemu”. Marynarka wojenna. Tysiąc, 2017, http://www.navy.mil/submit/display.asp? story_id = 98521.
• Hagfish Pacific. Aquarium of the Pacific. http://www.aquariumofpacific.org/onlinelearningcenter/species/pacific_hagfish.
• Winegard, Timothy i in. „Zwijanie i dojrzewanie wysokowydajnego włókna w komórkach nici gruczołu śluzowego”. Komunikacja przyrodnicza, tom 5, 2014. Springer Nature, doi: 10.1038 / ncomms4534.