Prisma

Tierisch starker Kiefer

Metallatome machen es möglich

Foto: picture alliance/dpa | Juliane Zantke

us | Der Borstenwurm Platynereis dumerilii ist ein wichtiger Modellorganismus für phylogenetische Untersuchungen, denn er gilt als lebendes Fossil. Der rund drei Zentimeter lange Wurm kommt fast weltweit in küstennahen Meeren vor. Er verfügt über einen erstaunlich stabilen Kiefer. Forscher der Universität Wien haben nun die Materialen und Struktur des Beißwerkzeuges unter die Lupe genommen. In ihrer Publikation im „Journal der Minerals, Metals & Materials Society“ erklären sie, warum das Material für biotechnologische Entwicklungen so interessant sein könnte. Für ihre Experimente entnahmen die Wissenschaftler einigen Laborwürmern die rund 800 µm langen Kiefer und betteten sie in Epoxidharz ein. Mittels Nanoindentierung testeten sie die Härte und Elastizität des Materials. Durch Anwendung von Laserablation mit induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie klärten die Forscher die Zusammensetzung der stabilen Substanz auf. Die Kiefer bestehen aus Proteinketten, die über Metallionen miteinander verbunden sind. Außerdem fanden die Forscher hohe Konzentrationen an Halogenen. In der besonders harten Spitze des Kiefers überwogen Zink und Iod. Bromid-Ionen waren etwa gleichmäßig über den ganzen Kiefer verteilt, während in der mittleren Region vermehrt Eisen-Ionen verbaut waren. Diese Zusammensetzung verleiht dem Kiefermaterial metallähnliche Eigenschaften. Anders als Metalle, die bei hohen Temperaturen unter großem Energieverbrauch produziert werden, entsteht das stabile Material durch biologische Synthese. Für Bioniker, die Phänomene aus der Natur auf die Technik übertragen, liefern die Borsten­würmer also eine wertvolle Vorlage für ein biologisches Material mit der Härte und Flexibilität von Metallen. |

Literatur

L. Zelaya-Lainez et al. Jaws of Platynereis dumerilii: Miniature Biogenic Structures with Hardness Properties Similar to Those of Crystalline Metals, JOM (2021)

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