Międzynarodowy zespół naukowców odkrył anty-anielne tajemnice futra polarnego-coś, co pozwala jednemu z najbardziej kultowych zwierząt planety przetrwać i rozwijać się w jednym z najbardziej karnych klimatów. Ten sekret? Tłuste włosy.
Po pewnym polarnym podnośniku, które obejmowało analizę włosów zebranych z sześciu niedźwiedzi polarnych na wolności, naukowcy zorganizowali włosy „sebum” (lub tłuszcz) jako najważniejszy ochrona. Ten sebum, który składa się z cholesterolu, diacylogliceroli i kwasów tłuszczowych, bardzo trudno jest przyczepić się do lodu.
Podczas gdy odkrycie to rzuca fascynujące nowe światło na nasze rozumienie niedźwiedzia polarnego-a nawet Eskimosów-może również mieć pakiet niepowiązanych zastosowań, z podobną miksturą sztucznego sebuma obiecującego, że będzie przydatna jako powierzchnia anty-losowa powłoka lub w nowej generacji skórki narciarskie używane przez narciarzy i snowboardzistów.
Julian Carolan, kandydat z Trinity College Dublin's School of Chemistry i Amber Research Ireland Center, jest pierwszym autorem artykułu w czasopiśmie, który został opublikowany jako historia okładki w wiodącym międzynarodowym czasopiśmie Science Advances.
Powiedział: „Zmierzyliśmy wytrzymałość na przyczepność lodu, co jest przydatną miarą tego, jak dobrze lód przykleja się do futra; hydrofobowość, która decyduje, czy woda może zostać zrzucona, zanim się zamarza; i czas opóźnienia zamarzania, co po prostu pokazuje, ile czasu zajmuje to na a Kropla wody, aby zamrozić w niektórych temperaturach na danej powierzchni.
„Sebum szybko wyskoczyło jako kluczowy element, który daje ten efekt anty-obierania, gdy odkryliśmy, że siła przyczepności miała duży wpływ na umycie włosów. Niemyte, tłuste włosy utrudniały lód. Przeciwnie, gdy polarna Włosy niedźwiedzia zostały umyte, a smar w dużej mierze usunięto je podobnie do ludzkich włosów, do których lód łatwo przykleja się, niezależnie od tego, czy jest on umyty, czy tłusty ”.
To odkrycie skłoniło zespół do przeprowadzenia szczegółowej analizy chemicznej niedźwiedzia polarnego sebum. Oprócz identyfikacji kluczowych składników (cholesterolu, diacylogliceroli i kwasów tłuszczowych), byli zaskoczeni, gdy stwierdzili, że „kwalen” był nieobecny. Ten tłuszcz metabolit jest obecny u ludzkich włosów, a we włosach innych zwierząt wodnych, takich jak wydry morskie, co sugeruje, że jego brak włosów niedźwiedzia polarnego jest bardzo ważny z perspektywy przeciwprawytowej.
Dr Richard Hobbs, adiunkt i Royal Society-Science Foundation Ireland University Research Fellow in Trinity's School of Chemistry and Amber Research Ireland Center, jest starszym autorem artykułu w czasopiśmie. Dodał: „Zwierzęta żyjące w siedliskach polarnych pojawiły się jako źródło inspiracji do rozwoju nowych materiałów przeciwprawytowych.
„Na przykład grupa Anne Kietzig w McGill niedawno odkryła, że hierarchiczna struktura piór pingwinów gentoo dała im właściwości przeciwprawie, które opierały się na strukturze piór, a nie na powładzie oleju preen. Nasza praca pokazuje, że futro niedźwiedzia polarnego stanowi alternatywną strategię dla Wyprodukuj powierzchnię anty-obierającą oparta na charakterystycznej mieszance lipidów obecnych w ich futrze sebum lub smaru włosów.
„Ta praca reprezentuje nie tylko pierwsze badanie składu futra niedźwiedzia polarnego, ale także rozwiązuje pytanie, dlaczego niedźwiedzie polarne nie cierpią na akumulację lodu. Pomimo grubych warstw izolacji Blubber i Fur oraz spędzania szerokich okresów W wodzie w temperaturach zera zera wydaje się, że smar futro stanowi naturalną drogę dla niedźwiedzi polarnych, aby łatwo zrzucić lód, gdy tworzy się z powodu niskiej przyczepności lodu na ich futrze.
„Oczekujemy, że te naturalne powłoki lipidowe wytwarzane przez niedźwiedzia pomogą nam opracować nowe, bardziej zrównoważone powłoki przeciwprawytowe, które mogą zastąpić problematyczne„ wieczne chemikalia ”, takie jak PFA, które były używane jako powłoki przeciwbiałowe”.
Oprócz wyjaśnień strukturalnych te interesujące odkrycia pomagają nam również lepiej zrozumieć zachowania polowe – zarówno niedźwiedzi polarnych, jak i rodzime populacje Ebuit.
Prof. Bodil Holst, University of Bergen, jest starszym autorem artykułu w czasopiśmie. Dodała: „Jedną z głównych strategii polowania niedźwiedzi polarnych jest„ wciąż polowanie ”, gdzie leżą nieruchomo obok otworu oddechowego na lodzie morskim, czekając na powierzchnię. Używając tylnych łap, aby wsunąć się do wody, aby realizować swoją ofiarę, a im niższa przyczepność lodu, tym mniej wytwarzane hałas i szybciej i cichszy zjeżdżalnia.
„Nasze ustalenia pomagają nam również zrozumieć subtelność kroków podjętych przez Eskimosów w celu optymalizacji strategii polowania w celu naśladowania metody niedźwiedzia polarnego. Lód, podczas gdy ludzie czasami noszą „niedźwiedzie polarne”, zapewniając, że cały obszar kontaktowy z lodem jest pokryty niskim futrem niedźwiedzi polarnej o niskiej adhezji lodu w celu optymalnego redukcji hałasu ”.
W szczególności tradycyjna metoda przygotowania Eskimosów chroni sebum na futrze, upewniając się, że pokryta włosami skórą nie jest umyta. Jest to inaczej niż, na przykład, lisia skóra, która tradycyjnie byłaby oczyszczana przez pocieranie włosów w kamieniu mydlanym lub suchej glinie.