نعلم أخيرًا كيف تنمو دودة الدم الكابوسية أنيابًا مصنوعة من المعدن

ديدان الدم ليست لضعاف القلوب. قد تبدو هذه الأنابيب البحرية ذات المظهر اللحمي غير ضارة من مسافة بعيدة ، ولكن لا تنخدع.

ديدان الدم (المعروفة أيضًا باسم “الديدان الشعرية” من الجنس جليسيرا) هي حيوانات آكلة للحوم تختبئ في عمق الوحل على طول قاع البحر ، وتخرج لتلتقط الفريسة والمنافسين في فكيهم المخيفين المكونين جزئيًا من النحاس – ومليء بالسم المشل.

حتى العلماء الذين يدرسون هذه المخلوقات من أجل لقمة العيش لا يتحدثون بشدة عن ديدان الدم.

“هذه ديدان بغيضة للغاية من حيث أنها سيئة المزاج ويمكن استفزازها بسهولة ،” يقول عالم الكيمياء الحيوية هربرت وايت من جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا.

“عندما يواجهون دودة أخرى ، فإنهم عادة ما يقاتلون باستخدام فكيهم النحاسي كأسلحة.”

لقطة مقرّبة لناب دودة الدم. (هربرت وايت / CC BY-SA)

في دراسة جديدة – بقيادة المؤلف الأول ويليام وندرلي ، وهو طالب دراسات عليا في وايت لاب – قام الباحثون بالتحقيق في كيفية عمل أنواع دودة الدم Glycera dibranchiata يكتسب النحاس في فكه ، والذي يشكل حوالي 10 بالمائة من الهيكل العام للفك ، والباقي يتكون من البروتين و الميلانين.

إنه سبق أن لوحظ أن مزيج النحاس والميلانين في فكي دودة الدم يمنح الأنياب مقاومة كبيرة للتآكل ، مما يساعد الأسنان على الاستمرار في عمر الحيوان الذي يصل إلى حوالي خمس سنوات.

في البحث الجديد ، قام الفريق بتشريح ديدان الدم ، وتحليل أنسجة الفك ، ودراسة الخلايا المستنبتة في المختبر، تحديد البروتين الهيكلي الذي يساعد هذه المكونات الكيميائية المختلفة على التجمع بنجاح كبير.

يقترح الباحثون أن البروتين المعني – المسمى بالبروتين متعدد المهام (MTP) – فعال للغاية ، ويمكن أن يساعد في تحديد الطريق إلى عمليات تصنيع المواد الجديدة.

“لم نتوقع أبدًا أن يؤدي البروتين بمثل هذه التركيبة البسيطة ، التي تتكون في الغالب من الجلايسين والهيستيدين ، العديد من الوظائف والأنشطة غير ذات الصلة ،” يقول ويت.

“يمكن أن تكون هذه المواد علامات طريق لكيفية صنع وهندسة مواد استهلاكية أفضل.”

وفقًا للباحثين ، تؤدي MTP العديد من الأدوار الكيميائية في عملية إنتاج الفك من طرف إلى طرف.

يتضمن ذلك النحاس الرابط (الذي يتم حصاده من الرواسب البحرية) ، وتحفيز تكوين الميلانين ، والعمل كمنظم ومصنع ، وتجميع المزيج الناتج من البروتين والنحاس والميلانين الذي يشكل الفكين في خرطوم دودة الدم.

يقول الباحثون إنها خدعة هائلة ، وتتطلب الكثير من العمل ومعدات مختلفة لتكرارها في بيئة معملية ، باستخدام المعدات التقليدية.

إذا تمكنا من معرفة كيفية تكرارها ، على الرغم من ذلك – بطريقة ما تسخير MTP الطبيعية أو محاكاة وظائف كيميائية مماثلة – فقد تكون خطوة كبيرة إلى الأمام في علم المواد.

“الأنشطة المنسقة للخطة متوسطة الأجل في بناء جليسيرا تقدم بنية الفك فرصة مقنعة لإعادة التفكير في تصميم تقنيات المعالجة اللازمة للمواد البوليمرية المركبة والمخلوطة عالية الأداء والمستدامة ، ” يكتب الباحثون في ورقتهم.

“إن الجمع بين البساطة الكيميائية والتنوع الوظيفي في MTP يحمل إمكانات هائلة لمعالجة المواد المستوحاة من الطبيعة والطبيعية.”

إنه لأمر مدهش أن نعتقد أن كل هذه البراعة قد تطورت بطريقة ما داخل فم دودة الدم. ربما ليسوا بهذا السوء بعد كل شيء.

قال وايت: “لديك دودة صغيرة تصنع فكًا صلبًا وصلبًا مثل البرونز ، وبعض السيراميك أيضًا”. عالم جديد. “وهم يفعلون ذلك بشكل مستقل.”

تم الإبلاغ عن النتائج في موضوع.