Исследователи из Университета прикладных наук Бремена установили, что адаптация скелетов морских звезд к нагрузкам схожа с таковой у человеческих. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Acta Biomaterialia.
По словам ученых, скелеты морских звезд состоят из тысяч похожих на кости мелких элементов, которые имеют пористую структуру, схожую с костями человека и других позвоночных.
Используя рентгеновскую микротомографию и компьютерное моделирование, ученые изучили трехмерную структуру и распределение напряжений в этих мини-косточках. Они обнаружили, что в местах с более высоким механическим напряжением образуются более толстые стереомные микроструктуры. Этот процесс аналогичен тому, что происходит в костях позвоночных, долгое время находящихся под нагрузкой.
Однако исследование также выявило, что в отличие от позвоночных, косточки морских звезд не могут динамически изменять свою структуру со временем. Это отличие предполагает, что динамическое перестроение — уникальная черта скелетов позвоночных.
«Наши выводы могут вдохновить на создание новых материалов и строительных принципов», — отметил один из авторов исследования, профессор Ян Хеннинг Диркс.
Ученый добавил, что исследование адаптации жестких структур к внешним нагрузкам, несмотря на ограниченные возможности их ремоделирования, также может вдохновить на разработку инженерных и биомедицинских приложений, например, для прогнозирования исходов операций.