Imagem de microscopia eletrônica de espículas de vidro da esponja Geodia cydonium. Crédito:Grupo Zlotnikov, B CUBE, TU Dresden
Uma equipe de pesquisadores com membros da França, Alemanha e Israel descobriram que as proteínas que formam os filamentos axiais são responsáveis pelos meios pelos quais as esponjas do mar desenvolvem esqueletos de vidro. Em seu artigo publicado no site de acesso aberto Avanços da Ciência , o grupo descreve seu estudo das criaturas marinhas, o que encontraram e por que acreditam que seu trabalho pode levar a avanços na criação de materiais para uso em novos dispositivos optoeletrônicos.
Esponjas do mar, os pesquisadores observam, são algumas das criaturas mais antigas da Terra - registros fósseis mostram que eles datam de meio bilhão de anos. Ao longo desse tempo, os pesquisadores também observam, eles evoluíram para desenvolver estruturas de vidro pontiagudas que constituem seus apêndices únicos (estranhamente, eles não têm tecidos ou órgãos). Eles ainda observam que pouca pesquisa foi feita para entender melhor como tais estruturas surgem à medida que a criatura amadurece, o que é lamentável, porque é claro que eles fazem isso sem a necessidade de fornos quentes de fogo. Para aprender como as criaturas do mar são capazes de criar estruturas de vidro, os pesquisadores analisaram três tipos de esponjas e, mais especificamente, suas espículas distintas (estruturas em forma de agulha).
A equipe usou difração de raios-X e um microscópio eletrônico para examinar mais de perto as espículas e os filamentos axiais em torno dos quais se formam. Ao fazê-lo, o grupo descobriu que os filamentos eram feitos de proteínas empilhadas em uma estrutura cristalina hexagonal. Os pesquisadores notaram que as estruturas eram quase as mesmas para todas as três esponjas que examinaram, embora cada um tenha formas únicas de espículas:em forma de agulha para Thethyra aurantium, ramos de três vias para Stryphnus ponderosus e orbes pontiagudas para Geodia cydonium. As diferenças nas formas resultantes, a equipe encontrou, foram devido à forma como as proteínas foram espaçadas e organizadas. O vidro existe como depósitos de sílica na espícula - a proteína serve como um modelo.
Os pesquisadores sugerem que mais estudos das criaturas podem levar ao desenvolvimento de um mecanismo semelhante para a fabricação de minúsculos componentes de vidro para uso em dispositivos optoeletrônicos. plasmonics e talvez células solares.
A morfologia das espículas de demosponge e seus filamentos axiais internos, conforme revelado por microscopia eletrônica de varredura. (A) Megaescleros da demosponge T. aurantium. Barra de escala, 100 mm. Detalhe:seção transversal da espícula obtida por feixe de íons focalizado (FIB). Barra de escala, 1 mm. (B) Megasclere da demosponge S. ponderosus. Barra de escala, 100 mm. Detalhe:Cortes transversais do fuste principal da espícula obtidos por FIB. Barra de escala, 1 mm. Observação:algumas pontas das espículas quebraram durante a preparação da amostra e parecem planas. (C a E) Microscleres da demosponge G. cydonium em diferentes níveis de maturação, de uma espícula totalmente madura para uma imatura, respectivamente. Crédito:Schoeppler et al., Sci. Adv. 2017; 3:eaao2047
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