Kalamarın Akıllı Derisinde Renklendirme Stratejilerinin Zarif Etkileşimi Keşfedildi

Fotoğraf : Bu, genişletilmiş sarı, kırmızı ve kahverengi kalamar kromaforlarından renkli pırıltıların yansımasının yakından çekimidir. Çıkarılan manto derisi, hiyalin tabakası kaldırıldı. Eğik aydınlatma, diseksiyon mikroskobu.

Göz açıp kapayıncaya kadar, kalamarın “akıllı cildi” kamuflaj veya cinsel işaret verme amacıyla renk ve desenini değiştirir, uzun zamandır bilim adamlarını büyülenmiş üstün bir görüntü; Şimdi, Northeastern Üniversitesi ve Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’ndan (MBL) işbirlikçiler, kromatoforlar adı verilen, kalamar derisindeki özelleşmiş organların, pigment eyleminin ve yapısal renklendirmenin zarif bir etkileşimi yoluyla beceriye nasıl katkıda bulundukları konusunda bir paradigma değiştiren keşif bildirmiştir. Canlılardan ilham alan mühendisleri akıllı cildin oluşturulmasına daha da yaklaştıracak olan çalışmaları Nature Communications’da yayınlandı.

Northeastern’de laboratuvarın çalışmasına öncülük eden kimya ve kimyasal biyoloji profesörü Leila Deravi, “İnsanlar, kullanıma hazır bileşenleri kullanarak uzun süredir kafadanbacaklıların renk değişimini taklit edebilecek cihazlar üretmeye çalışıyorlar” diyor. “Hiç kimse, gerçekte nasıl çalıştıklarının hızına ve karmaşıklığına yaklaşmadı.”

Kafadanbacaklılarda (mürekkep balığı, ahtapotlar ve mürekkep balığı) kamuflaj konusunda önde gelen bir uzman olan Deravi ve MBL Kıdemli Bilim Adamı Roger Hanlon, mürekkep balığı dinamik renklendirmesini moleküler düzeyde araştırmak için disiplinlerarası bir araştırma ekibi oluşturdu.

Kalamar derisi, çeşitli renkler üretmek için ışığı işleyen iki tür yapı içerir. Kromatoforlar, etraflarındaki kaslar kasıldığında hızla renk disklerine gerilen elastik pigment keseleri içerir. Işık pigment granüllerine çarptığında, dalga boylarının çoğunluğunu emer ve sadece dar bir renk bandını yansıtır.

Derinin derinliklerinde, iridophores adı verilen hücreler, onlara çarpan tüm ışığı yansıtır. Yapısal renklendirme olarak bilinen bir yöntem olan bu ışığı saçarak, parlak bir renkli pırıltısına geri sekerler.

Onlarca yıl boyunca, mevcut tüm veriler bu ayrı yapıların sadece bir tür renklenme ya da diğerini üretebileceğini göstermiştir: pigmentsel ya da yapısal. Ancak ortak yazar ve MBL araştırmacısı Stephen L. Senft, kalamar kromatoforlarına yakından baktığında, pigmentle mükemmel bir uyum içinde parıldayan renkli pırıltılar gördü.

“Bu üst katmanda, kromatofor organına gömülü, yapısal renklenme” diyor Hanlon. “Kimse böyle bir şey bulmamıştı.”

Kırk yıldan daha iyi bir bölümünü kafadanbacaklıların biyolojisi üzerinde çalışarak geçiren Hanlon, kromatoforların eski Kodachrome slaytlarına geri döndü. Tabii ki, o bir kromatofor yansıtan mavi renkli pırıltıların bir fotoğrafını buldu. O zaman, parıldayan mavinin cildin derinliklerindeki iridopfordan olduğunu varsaymıştı.

Hanlon, “Bunu 1978’de gördüm ve neye baktığımı anlamadım” dedi. “İnanılmaz.”

Bu kez, araştırmacılar renkli pırıltıların kromatofordan geldiğinden eminler. Ekip (MBL bilim adamları Alan M. Kuzirian ve Joshua C. Rosenthal ile MIT ve New Hampshire Üniversitesi’nden bilim adamları dahil) pigment keselerini çevreleyen hücrelerde uygun şekilde reflin olarak bilinen yanardönerliği oluşturan proteinleri buldu.

Bu beklenmedik keşif – kromatoforun, dinamik etkilerini oluşturmak için hem pigmentsel hem de yapısal renklendirmeyi kullandığı – hem biyologlar hem de kimyagerler için yeni fırsatlar yaratıyor.

Hanlon, “Cildin kafadanbacaklılar dünyasında nasıl çalıştığına dair bilinen paradigmayı bozduk.” diyor.

Hanlon gibi biyologlar bu yeni bilgiyi bu büyüleyici türleri daha iyi anlamak için kullanabilirler. Deravi gibi uygulamalı kimyagerler bunu, insan kullanımı için kafadanbacaklıların renk değiştirme yeteneklerini tersine mühendislik yapmak için kullanabilirler.

Deravi, “Esasen, bu hayvanların nasıl çalıştığı için bir yol haritasını birleştiriyoruz” diyor. “Nihai hedefimiz, bu hayvanlar gibi çok hızlı bir şekilde renk değiştirebilen bir malzeme, giyilebilir bir cihaz, bir resim veya kaplama gibi bir şey yaratmaya çalışmaktır.

“Bugün, üç yıl önce olduğu gibi çok uzak bir hedef değil.”

Kaynak: sciencedaily.com