Il mare profondo è scuro e pieno di terrori, ma forse la creatura più terrificante di tutte è il pesce drago, una creatura nera come un jet con una mascella sporgente piena di denti a forma di coltello. Ma è improbabile che altre creature dell'abisso notino persino la bocca di enormi chompers fino a quando non è troppo tardi. Questo perché i denti di grandi dimensioni del pesce sono trasparenti, rendendoli invisibili sott'acqua.
Ora, un nuovo studio pubblicato sulla rivista Matter, ha approfondito la struttura di quei denti unici in una specie di pesce drago, Aristostomias scintillans, scoprendo che i denti sono fatti di un materiale che potrebbe avere applicazioni oltre a catturare il prossimo pasto del pesce drago.
I pesci drago sono in realtà piuttosto impressionanti: possono essere lunghi meno di un piede e un po 'lenti, ma sono ancora l'apice predatore nel loro strato profondo e scuro dell'oceano a circa 1.600 piedi sotto la superficie. I loro corpi neri come il getto e i denti trasparenti li rendono impercettibili, a meno che non siano illuminati da organi bioluminescenti lungo il corpo e la mascella. Ma rimangono molti misteri sul pesce, incluso quello di cui sono fatti quei denti in modalità invisibile.
"Trascorrono la maggior parte del tempo seduti con le mascelle aperte, aspettando che arrivi qualcosa", afferma in un comunicato stampa il primo autore Audrey Velasco-Hogan, studente laureato in ingegneria all'Università della California a San Diego. "I loro denti sono sempre esposti, quindi è importante che siano trasparenti in modo da non riflettere o diffondere alcuna luce bioluminescente dall'ambiente".
Per capire come funzionano i denti, Velasco-Hogan e una collaborazione internazionale di scienziati hanno esaminato la nanostruttura della dentatura del pesce usando la microscopia elettronica e altre tecniche di imaging.
Si scopre che i denti del pesce drago sono essenzialmente una strana variazione dei bianchi madreperlacei convenzionali. Come la maggior parte dei molluschi, i denti del pesce drago hanno due strati esterni: un guscio esterno di smalto e uno strato interno di dentina, che è normalmente composto da tubuli che collegano lo smalto, le cellule nervose e i vasi sanguigni al centro del dente.
Ma, riferisce Wudan Yan al The New York Times , lo smalto del pesce drago è tempestato di minuscoli cristalli di idrossiapatite, con un diametro compreso tra 5 e 20 nanometri. I cristalli sono strutturati in modo tale da impedire alla luce di disperdersi dai denti. La dentina è anche insolita perché non contiene tubuli di microscala, che diffondono la luce rendendola visibile, ma è invece composta da barre di dentina su nanoscala. In sostanza, il materiale non è super-esotico, ma la sua struttura lo è.
“Inizialmente, pensavamo che i denti fossero fatti di un altro materiale sconosciuto. Tuttavia, abbiamo scoperto che sono fatti degli stessi materiali dei nostri denti umani: idrossiapatite e collagene ”, dice l'autore senior Marc Meyers, anche lui dell'UCSD, a Jeremy Rehm dell'Associated Press. “Tuttavia, la loro organizzazione è significativamente diversa da quella di altri pesci e mammiferi. Questa è stata una sorpresa per noi: stessi elementi costitutivi, scale e gerarchie diverse. La natura è sorprendente nella sua ingegnosità. "
Alla microscala, al livello in cui sono strutturati la maggior parte dei denti, la luce può interagire e rimbalzare sulle molecole portando a un bel sorriso bianco brillante, Meyers dice a Ed Cara di Gizmodo . Quando le strutture sono organizzate a livello di nanoscala, tuttavia, la luce spesso passa semplicemente senza interagire.
"[Quando] le caratteristiche della maggior parte dei materiali sono molto, molto piccole, la luce non si disperde e non si scuote, ma le attraversa semplicemente", afferma Meyers.
Il più grande takeaway biologico dello studio è abbastanza ovvio: il pesce drago probabilmente ha evoluto questi esclusivi brufoli invisibili per renderli predatori più efficaci. Ma i risultati interessano anche gli scienziati dei materiali. Le nanostrutture scoperte potrebbero essere utilizzate per sviluppare nuovi materiali trasparenti, come dice lo scienziato dei materiali Chih-Hao Chang della North Carolina State University, che non è stato coinvolto nello studio.
"La biomimetica ha fornito molte ispirazioni agli ingegneri, e questo è un altro grande esempio", afferma. "Questo ci dimostra quanto sia bella la natura che ci circonda, e può essere davvero gratificante dare un'occhiata più da vicino."
Cara di Gizmodo riferisce che la squadra è ora interessata ad imparare quanto siano resistenti i denti del pesce drago. Se sono forti, la ricerca potrebbe portare allo sviluppo di un nuovo tipo di vetro o ceramica resistente e trasparente.
E se i denti del pesce drago non si aprono, ci sono più pesci nel mare. L'AP Rehm riferisce che il team è anche interessato ad analizzare i branchi di altri pesci di acque profonde con denti trasparenti tra cui la rana pescatrice e l'ascia di mare.
