Naučnici otkrili kako puževi prilagođavaju svoju sluz: ista građa, potpuno različita svojstva

Sluz koju puževi ostavljaju za sobom daleko je više od bezazlenog traga — radi se o višenamjenskom materijalu čija se tekstura može prilagoditi različitim potrebama. Tim naučnika s Max Planck instituta za koloide i površine u Njemačkoj sada je otkrio mehanizam kojim kopneni puževi kontrolišu svojstva te sluzi.

Rezultati istraživanja, objavljeni 6. avgusta u časopisu Science, pokazuju da puževi podešavaju omjer kolagena i kalcija u sluzi kako bi joj mijenjali mehanička svojstva — od klizave do ljepljive, od pjenušave do potpuno čvrste.

Pet vrsta sluzi iz istih građevnih blokova

Za potrebe studije, biohemičarka Franziska Jehle i njene kolege prikupljali su smeđeusne puževe (poznate i kao šumski puževi), vrstu rasprostranjenu širom Evrope, tokom kišnih dana u Njemačkoj. Potom su životinje stavljali u različite situacije kako bi proizveli pet vrsta sluzi.

Puštajući puževe da se kreću po staklenoj posudi, istraživači su dobili klizavu, lubrikantsku sluz. Kada bi puževe nježno skidali s vertikalnih staklenih površina, na njima bi ostajala gusta, ljepljiva masa. Lagani pritisak na kućicu izazivao je lučenje dvije vrste odbrambene sluzi — jedne pjenušave i druge žute i guste. Peta vrsta bila je očvrsla membrana zvana epifragma, kojom puževi zatvaraju otvor kućice tokom hibernacije.

Kolagen i kalcij kao ključ

Analiza molekularne strukture pokazala je da sve vrste sluzi sadrže uglavnom iste tipove proteina, ali u različitim količinama. Lubrikantska sluz sadrži svega 0,3 posto proteina, dok gusta žuta odbrambena sluz ima oko 4 posto. Glavni strukturni protein je kolagen VI, inače dobro poznat po ulozi u ljudskoj koži, kostima i zglobovima.

Ispitivanje snažnim mikroskopom i laserom otkrilo je da i udio kalcija zavisi od tipa sluzi. Koautorica studije Mariella Gabler, fizička hemičarka na Max Planck institutu, objašnjava da veća koncentracija kolagena i kalcija čini sluz čvršćom, kohezivnijom i ljepljivijom.

Kalcijevi ioni mogu stupati u interakciju s proteinima i mijenjati gustoću sluzi. Element se skladišti u obliku granula kalcijum-karbonata u tkivu koje luči sluz, tako da puževi mogu dodavati kalcij po potrebi. Kod vlažnih vrsta sluzi, granule otpuštaju kalcijeve ione, dok kod suhih tipova, poput epifragme, služe kao mineralni prekursor.

Potencijal za nove materijale

Jehle naglašava da je ono što čini ovu sluz toliko zanimljivom za nauku upravo sposobnost puža da pomoću istog seta osnovnih komponenti proizvede materijal sasvim različitih osobina — od maziva do ljepila.

Victor Ajisafe, naučnik za biomaterijale s Univerziteta Texas u El Pasu, koji nije učestvovao u studiji, primjećuje da kalcij u ovom kontekstu pokazuje znatno raznovrsniju ulogu nego što bi se očekivalo od elementa koji se tradicionalno vezuje za čvrste mineralne strukture poput školjki i kostiju.

Ali Miserez, istraživač biomaterijala na Nanyang Tehnološkom univerzitetu u Singapuru, dodaje da uloge ovih supstanci u sluzi puževa „lijepo ilustruju kako živi organizmi optimiziraju resurse kojima raspolažu". Otkriće bi moglo otvoriti put ka razvoju novih korisnih materijala.