הים העמוק אפל ומלא אימהות, אך אולי היצור המפחיד מכולם הוא דג הדרקון, מבקר שחור-סילוני עם לסת רוטטת שיניים דמויות סכין. אך אין זה סביר שיצורים אחרים של התהום אפילו יבחינו בפה של גומבים גנוניים עד שיהיה מאוחר מדי. הסיבה לכך היא שיניים גדולות של הדגים שקופות, מה שהופך אותם לבלתי נראים מתחת למים.
כעת, מחקר חדש שפורסם בכתב העת Matter, בדק לעומק את מבנהן של אותן שיניים ייחודיות במין דג שפירית אחד, Aristostomias scintillans, ומצא שהשיניים עשויות מחומר שעשוי להיות בעל יישומים מעבר לתפוס את הארוחה הבאה של דג הדרקון.
דגי הדרקון הם למעשה די מרשימים: הם אולי פחות מרגליים ואיטיים, אבל הם עדיין טורף האפקס בשכבה העמוקה והכהה של האוקיאנוס כ- 1, 600 רגל מתחת לפני השטח. גופם השחור הזרוע והשיניים הנראות לא שולטות בהם, אלא אם כן הם מוארים על ידי איברים ביו-אור-אורניים לאורך גופם ולסתם. אבל עדיין נותרו תעלומות רבות לגבי הדגים, כולל בדיוק מה שעשויים מאותם שיניים במצב התגנבות.
"הם מבלים את רוב זמנם בישיבה עם לסתות פתוחות ומחכים למשהו שיבוא", אומר ההודעה הראשונה אודרי ולסקו-הוגאן, סטודנטית לתואר שני בהנדסה באוניברסיטת סן דייגו באוניברסיטת קליפורניה. "השיניים שלהם חשופות תמיד, ולכן חשוב שהן יהיו שקופות כך שלא ישקפו או יפזרו אור ביו-לומינציוני מהסביבה."
כדי להבין כיצד השיניים עובדות, בחרו Velasco-Hogan ושיתוף פעולה בינלאומי של מדענים על הננו-מבנה של שן הדגים באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים וטכניקות הדמיה אחרות.
מסתבר ששיניים של שפירית הן בעצם וריאציה מוזרה של לבנים פנינים קונבנציונליות. כמו רוב החומרים, לשיניים של הדרקון שתי שכבות חיצוניות: מעטפת חיצונית של אמייל ושכבה פנימית של דנטין, המורכבת בדרך כלל מצינורות המחברים בין האמייל, תאי העצב וכלי הדם במרכז השן.
אבל, מדווח וודן יאן ב"ניו יורק טיימס " , אמייל דג הדרקון משובץ גבישים זעירים העשויים הידרוקסיאפטיט, בקוטר 5 עד 20 ננומטר. הקריסטלים בנויים בצורה כזו שהם מונעים מהתפשטות האור מהשיניים. הדנטין הוא גם יוצא דופן מכיוון שהוא אינו מכיל צינורות מיקרוסקופיים, המפזרים אור והופכים אותו לגלוי, אך במקום זאת עשוי ממוטות ננומטריים של דנטין. בעיקרו של דבר, החומר אינו סופר-אקזוטי, אך המבנה שלו הוא.
"בתחילה, חשבנו שהשיניים עשויות מחומר אחר ולא ידוע. עם זאת, גילינו שהם עשויים מאותם חומרים כמו השיניים האנושיות שלנו: הידרוקסיאפיטיט וקולגן ", מספר הסופר הבכיר מארק מאיירס, אף הוא מ- UCSD, לג'רמי רם מהסוכנות הידיעות אי. פי. עם זאת, הארגון שלהם שונה משמעותית מזה של דגים ויונקים אחרים. זו הייתה הפתעה עבורנו: אותם אבני בניין, סולמות והיררכיות שונות. הטבע מדהים בגאוניותו. "
במינון המיקרו, הרמה בה רוב השיניים מובנות, האור יכול ליצור אינטראקציה ולהקפיץ מולקולות המובילות לחיוך לבן בוהק ונחמד, אומר מאיירס לאד קארה של גיזמודו . כאשר מבנים מסודרים ברמה הננומטרית, לעומת זאת, לעתים קרובות האור פשוט עובר מבלי ליצור אינטראקציה.
"[W] כאשר התכונות של רוב החומרים הם מאוד, קטנים מאוד, האור לא מתפזר או מתפוצץ - הוא פשוט עובר את זה", אומר מאיירס.
הנסיגה הביולוגית הגדולה ביותר מהמחקר די ברורה: ככל הנראה, שפירית הדרקונים פיתחה את גושי החמקן הייחודיים הללו כדי להפוך אותם לטורפים יעילים יותר. אך הממצאים מעניינים גם מדעני חומרים. ניתן להשתמש במבני הננו שהתגלו כדי לפתח חומרים שקופים חדשים, כך מספר מדען החומרים צ'יה-האו צ'אנג מאוניברסיטת צפון קרוליינה, שלא היה מעורב במחקר.
"הביומימטיקה סיפקה השראה רבה למהנדסים, וזו עוד דוגמה נהדרת", הוא אומר. "זה רק מראה להראות איך הטבע יפה סביבנו, וזה יכול להיות ממש משתלם לבחון מקרוב."
קארה של גיזמודו מדווחת כי הצוות מעוניין כעת ללמוד עד כמה קשורות שיני הדגי הדרקון. אם הם חזקים, המחקר עשוי להוביל להתפתחות של סוג חדש של זכוכית או קרמיקה מחוספסת ושקופה.
ואם שיני הדגי הדרקון לא מתפוצצות, יש יותר דגים בים. רהם של ה- AP מדווח כי הצוות מעוניין גם לנתח את החלקים של דגי ים עמוקים אחרים עם שיניים שקופות כולל דובדבנים ודגונים.
