Diamantliknande struktur ger styrka åt skelettet hos vissa sjöstjärnor

Skriven och verifierad av Psykolog Sara González Juárez

Skriven av Sara González Juárez

Senaste uppdateringen: 30 september, 2022

Sjöstjärnor är världsberömda djur, men det är inte många som inser hur otroliga de verkligen är. Visste du att de har ögon på spetsarna av sina armar och att det finns en sjöstjärna som har ett skelett med en diamantliknande struktur?

Det är just det sistnämnda som vi ska prata om i den här artikeln. Det är en färsk upptäckt som har lämnat forskarlaget med öppen mun, eftersom det i mikroskopet såg ut som en artificiellt tillverkad struktur. Vi ska titta närmare på denna otroliga upptäckt på följande rader.

Sjöstjärnors egenskaper

De djur som allmänt kallas ”sjöstjärnor” tillhör klassen Asteroidea, vilken hittas i stammen tagghudingar (Echinodermata). Detta är djur som kännetecknas av pentadial symmetri, en platt kropp och fem eller fler armar. Det finns cirka 1900 kända arter av sjöstjärnor.

Dessa djur kan återskapa förlorade lemmar, och från dess avskurna lemmar växer en ny individ fram.

Sjöstjärnor finns i alla världshav och beroende på art så lever de både i bentiska miljöer och på avgrundsdjup på mer än 6 000 meter. I allmänhet är deras matvanor opportunistiska, men det finns några undantag som äter genom filtermatning, eller till och med genom rovdrift, t.ex. Acanthaster planci.

Dessa djur har inget blod. Istället för ett cirkulationssystem, som hos andra djur, har de ett hydrauliskt system med vilket de cirkulerar vatten genom hydroforkanaler till varje ambulakral fot (armarna). Detta underlättar rörelsen och cirkulationen av syre i hela sjöstjärnans kropp.

Sjöstjärnans skelett

Även om man ibland betraktar tagghudingar som kräftdjur, som har ett exoskelett som skyddar deras inre organ, så är detta inte fallet. Sjöstjärnor har ett endoskelett som fungerar som ett hålrum för de mjuka organen, men det ligger under överhuden.

Detta endoskelett består av kalkplattor (av kalciumkarbonat) som inte är sammanfogade. På så sätt kan de visa en påtaglig flexibilitet i armarna och röra sig friare.

Skelettet hos sjöstjärnor har hål genom vilka man kan se kroppen och som bildar papler som fungerar som gälar. De har också flera små bihang, så kallade pedicellariae, som de använder för att hålla kroppen fri från smuts.

Sjöstjärnan med ett diamantformigt endoskelett

De kalkplattor som utgör endoskelettet hos sjöstjärnor är vanligtvis porösa och bräckliga. Detta är dock inte fallet för sjöstjärnan. Protoreaster nodosus.

Denna stjärna, som kännetecknas av de mörka utbuktningarna på kroppen, är också mycket motståndskraftig mot tryckskador. Med tanke på hur bräckliga kalciumkarbonatskelett är, satte teamet bestående av Ting Yang och Hongshun Chen igång med att studera cellstrukturen för att upptäcka vad som gjorde den till ett undantag.

Resultaten var fascinerande: när de observerade benhinnorna (de mikroskopiska strukturer som bildar sjöstjärnans benplattor) i elektronmikroskopet, upptäckte de att de var arrangerade på ett mycket liknande sätt som diamantatomer. Det är detta nästan perfekta arrangemang som gett skelettet dess hårdhet och styrka, precis som ädelstenen är nästan obrytbar.

Observationen gjordes i en skala på 50 mikrometer, ungefär hälften av ett människohårs bredd.

Ett mästerverk av naturlig ingenjörskonst

Detta kolliknande arrangemang av benceller i diamant förklarade dock inte helt och hållet styrkan hos sjöstjärnans endoskelett, eftersom materialet fortfarande var bräckligt. Därför tog forskargruppen en närmare titt.

Inom denna struktur hade atomerna som utgjorde kalciumkarbonatet också ett särskilt arrangemang. I det här fallet skapade de ett sexkantigt mönster, som liknar det i en honungskaka. På detta sätt kompenserades mineralets inneboende svaghet, vilket ytterligare förstärkte sjöstjärnans styrka.

Intressanta tillämpningar av denna upptäckt

Det faktum att denna sjöstjärna har ett skelett med en struktur som liknar diamantens öppnar intressanta vägar för materialteknik. Faktum är att samma grupp nu studerar levande stjärnor av arten Protoreaster nodosus för att ta reda på hur dessa benplattor bildas.

Att förstå denna process kan ge oss information för att skapa starkare porösa material, till exempel keramik. Trots att sjöstjärnan är en primitiv varelse verkar den fortfarande ha mycket att säga till vår art, så vi bör aldrig sluta lyssna.