Narvalov okel je eden najbolj nenavadnih izdelkov narave: do dva metra dolg zob raste skoraj povsem naravnost, njegovo površino pa obdaja izrazita levosučna spirala. Znanstveniki so zdaj ugotovili, da se v njegovi notranjosti skrivata dve nasprotno zaviti strukturi, ki skupaj ustvarjata presenetljivo trden in prožen naravni material.
Ključne ugotovitve:
- zunanja plast okla je zavita v levo, notranja struktura pa v desno;
- okel sestavljajo mineralizirana kolagenska vlakna;
- nasprotni spirali povečujeta odpornost proti zvijanju in mehanskim obremenitvam;
- okel raste vse življenje in ohranja zapis razmer v arktičnem okolju.
Mednarodna skupina raziskovalcev je zgradbo okla proučila od nanometrske ravni do njegove celotne vidne oblike. Rezultate so 18. avgusta objavili v izvirni raziskavi v reviji Nature Communications.
Dve spirali, skriti v enem zobu
Narvalov okel pravzaprav ni rog, temveč podaljšan zgornji podočnik, ki se razvije predvsem pri samcih. Običajno gre za levi zob, ki predre zgornjo ustnico in raste naprej. Medtem ko imajo sloni, mroži in druge živali ukrivljene okle, narvalov raste v obliki dolgega vijaka.
Raziskovalci so s posebnimi rentgenskimi metodami ugotovili, da mineralizirana kolagenska vlakna znotraj zoba niso razporejena naključno. V zunanji, tanjši plasti, imenovani cement, oblikujejo levosučno spiralo. V notranjem dentinu pa se vlakna usmerjajo v nasprotno, desnosučno smer.
Strukturi se med seboj prepletata podobno kot vlakna v vrvi. Takšna zasnova naj bi okel varovala pred zvijanjem, upogibanjem in drugimi silami, ki nanj delujejo med plavanjem ali stikom z drugimi živalmi.
Za tridimenzionalni prikaz notranjosti so uporabili tenzorsko tomografijo in sinhrotronsko rentgensko svetlobo. Meritve so opravili v treh velikih evropskih raziskovalnih središčih: švicarskem Swiss Light Source, laboratoriju MAX IV na Švedskem in Evropskem sinhrotronskem centru ESRF v Franciji.
Naravni material, podoben armiranemu betonu
Okel mora biti dovolj trd, da prenese mehanske obremenitve, hkrati pa dovolj prožen, da se ne zlomi. Kolagenska vlakna v njem delujejo kot notranja ojačitev, mineralni kristali pa materialu zagotavljajo trdoto. Raziskovalci njegovo zgradbo zato primerjajo z armiranim betonom, v katerem različne sestavine skupaj prevzemajo različne vrste sil.
Okel raste vse življenje živali, zato so v dentinu vidne zaporedne rastne plasti, podobne letnicam dreves. Njihova kemična sestava lahko razkrije podatke o prehrani narvala ter o podnebnih in okoljskih razmerah v Arktiki. Posamezen okel je tako tudi večdesetletni arhiv življenja živali.
Natančen namen okla sicer še ni dokončno pojasnjen. Opažanja kažejo, da bi lahko imel pomembno vlogo pri izbiri partnerja in družbenih stikih. Narvali se z okli včasih dotikajo ali navidezno dvobojujejo, vendar raziskovalci opozarjajo, da njegova funkcija še ostaja predmet razprav.
Arktični okel ni edina struktura, v kateri led in voda hranita podatke o preteklosti. Znanstvenike denimo zaposluje tudi vprašanje, ali je Enceladove tigrove proge izdolbel ocean pod ledom.
Dolgi spiralasti zobje so v preteklosti v Evropi veljali za rogove samorogov. Prodajali so jih kot dragocene predmete in jim pripisovali celo zaščito pred strupi. Nova raziskava mitu dodaja drugačno čarobnost: za pravilno spiralo ni odgovorno pravljično bitje, temveč zapletena naravna arhitektura, ki se zavija v obe smeri hkrati.
