Жданова Т. Д.
«Умный» подводный клей. Мидии считаются чемпионами среди живых существ по «производству» и применению биологических клеев.
Как известно, ничего так не препятствует склеиванию, как вода. Ученые постоянно трудятся над созданием надежного подводного клея. А мидия получает его сложнейший химический состав и «технологию производства» по наследству и передает следующему поколению.
Такой клей состоит из нескольких белков, которые смешаны в заданных пропорциях. И именно эта определенная композиция обеспечивает оптимальную прочность, эластичность, сопротивляемость и высокую надежность при эксплуатации в морских условиях. Некоторые белки клея весьма необычные по структуре. Ученые предполагают, что у них могут меняться свойства, «приспосабливаясь» к изменяющимся внешним условиям. Такие материалы в науке обычно называют «умными».
Ученые давно пытаются разгадать тайну клея мидии, чтобы наладить его производство, но пока безуспешно – мидия бережно хранит доверенный ей секрет.
Уникальная техника приклеивания к камням. Организм мидии не только содержит все необходимое «оборудование» для производства биологического клеящего вещества. Этот моллюск обладает также универсальной ногой и уникальной техникой приклеивания собственного тела к твердым поверхностям.
Найдя уютное место, мидия обследует его с помощью своей замечательной ноги. Похожая на резиновый поршень нога ощупывает поверхность до тех пор, пока ее анализаторы не проведут свою работу и не подадут сигнал, что подходящее для приклеивания место найдено.
Тогда нога хорошо координируемыми действиями зачищает площадку, прижимается к ней, уплощаясь, и производит откачку воды.
Следующим этапом технологии приклеивания является образование вакуума, для чего мидия приподнимает центральную часть «поршня». А затем в это пространство через ногу-поршень поступают ингредиенты (компоненты) для образования клеящей композиции. Расход их достаточно экономный, так как материал создает пенистую основу.
Получаемые из этой пены тонкие шелковистые нити быстро затвердевают в воде, и моллюски прочно прирастают к камням и друг к другу.
Посредством чего моллюски воспринимают мир? У двустворчатых моллюсков имеются органы кожного чувства, жаберные органы химического чувства (осфрадии), органы равновесия (статоцисты). А у некоторых из моллюсков, например гребешков, по краю мантии располагаются глаза, которые, хорошо реагируют на переход от света к тени.
Считается, что органы чувств у двустворчатых выражены слабо, однако до сих пор ученые не могут объяснить способности моллюсков, например, точно возвращаться на «насиженное место». Так, если моллюски с конусообразными раковинами окажутся в другом месте, то сразу же отправляются искать дорогу к бывшему пристанищу. Причем, они не только возвращаются к своему подводному дому, но и садятся на ту самую точку камня, от которой были оторваны.
Предчувствие шторма. Живые «приборы» обеспечивают двустворчатым моллюскам возможность предчувствовать шторм. Перед ним ветровые потоки взаимодействуют с поверхностным слоем воды и генерируют волны очень низких частот (инфразвук).
Ученые высказали предположение, что кальций в раковинах моллюсков обладает определенными акустическими свойствами. Поэтому раковина служит детектором предштормовых сигналов и обеспечивает защитный механизм поведения моллюска, вовремя предупреждая его об опасности.
Органы чувств в помощь мониторингу. Моллюск перловица вооружен отличным органом химического чувства благодаря целой системе высокочувствительных хеморецепторов. Он предпочитает раскрываться только в экологически чистой среде, поэтому, как только в протекающей мимо воде появится вредная примесь, моллюск прочно смыкает створки.
Для создания «живого прибора», обеспечивающего мониторинг (от лат. монитор – тот кто предупреждает) химического загрязнения водной среды, одна створка перловицы фиксируется на дне лотка с протекающей для анализа водой, а ко второй свободной створке приделывается рычаг или штанга. И тогда моллюск будет включать и выключать сигнализирующую систему силой своих мышц, а она у него немалая.
Это основной принцип работы «живого прибора» на двустворчатых моллюсках. Чтобы исключить результата от случайного закрытия створок, к лотку прикрепляют не одну ракушку, а десять. Если большинство моллюсков сомкнут свои створки, значит, действительно со стоком воды поступают токсичные вещества – вот тогда и зазвучит сигнал опасности.
Существуют и другие автоматические системы мониторинга, которые не только дают сигнал опасности загрязнения, но в какой-то мере и показывают степень загрязнения. Эти системы, основанные на активности двустворок более мелких ракушек – дрейссенов, используют электромагнитную индукцию. Сила тока в подвижной катушке пропорциональна перемещению створки. В систему включается сразу шесть моллюсков, и чем сильнее они захлопывают створки при появлении загрязнения, тем выше индуцируется ток в катушках, показывая на приборах степень загрязнения.
Способы передвижения. Большинство ракушек движется очень медленно. Например, перловица передвигается со скоростью не более 20–30 см в час. Как и все моллюски, она использует для этого мускулистую ногу, имеющую форму плуга. Потому перловица оставляет на песке след в виде глубокой волнообразной бороздки.
Некоторые из моллюсков, например гребешки, обеспечивают себе быстрое перемещение за счет выбрасывания воды из раковины – ракетным способом, иначе называемым способом обратного толчка. Это осуществляется настолько энергично, что моллюск «пролетает» в воде расстояние в 10–20 раз больше, чем его собственная длина. Прыжок следует за прыжком до тех пор, пока гребешок не утомится или не наткнется на какое-нибудь препятствие.
Чтобы уйти от врага. Гребешок поистине обеспечен всем необходимым, чтобы спастись от своего злейшего врага – морской звезды.
Во-первых, благодаря маленьким синим глазам, расположенным по всей окружности раковины, он способен ощутить приближение хищника.
Во-вторых, с помощью анализаторов он может точно определить безопасную сторону, в которую целенаправленно устремится. Это осуществится путем скоординированных действий органов и систем, отвечающих за движение.
А в-третьих, для быстрого удаления от хищника он использует данный ему принцип реактивного движения, мощными усилиями раскрывая и захлопывая створки своей раковины.
Интересным являются рассмотрение действий врага двустворчатых – морской звезды. Ее считают примитивным существом и называют «республикой рефлексов». Так, известны случаи, когда морская звезда разрывалась на две части, поскольку одна группа ее ножек тянула в одну сторону, а другая – в противоположную.
Однако все далеко не так просто. В действительности же поведение морской звезды выглядит хорошо управляемым, например, когда она кормится мидиями. Найдя с помощью органов чувств раковину и прикрепившись к ней, звезда двумя группами ножек оттягивает ее створки в разные стороны.
После того, как в результате длительных усилий раковина откроется, желудок морской звезды, получив определенный сигнал к действию, охватит и переварит добычу.
Это довольно сложное скоординированное поведение едва ли было бы возможно, если бы морская звезда действительно была «примитивной».
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.portal-slovo.ru/