A háromsávos páncélosharcsát értékes tulajdonsággal ajándékozta meg az evolúció: ez a kis hal védett a piranhák harapásaitól. Rendkívül erős pikkelyei új, az emberek által is könnyen felhasználható anyagokat inspirálhatnak.

Kollagénből és ásványi anyagokból áll a „páncélja"

Egy kaliforniai biomechanikai laboratórium kutatói a közelmúltban megrendezték minden idők legesélytelenebbnek tűnő, édesvízi „ketrecmérkőzését". Az egyik képzeletbeli sarokban a vöröshasú piranha (Pygocentrus nattereri) volt, az Amazonas réme a maga borotvaéles fogaival. A másik oldalra a háromsávos páncélosharcsa (Corydoras trilineatus) került, egy körülbelül öt-hat centiméter hosszú, első ránézésre kábult és réveteg külsejűnek látszó harcsa.

A küzdelem során a „nehézsúlyú" piranha a sarokba szorította „pehelysúlyú" ellenfelét,

majd szélesre nyitotta a száját és harapott: egyszer, kétszer, tízszer. A kis harcsa ezután valahogy kiszabadította magát és kissé elmerülve, sértetlenül távozott.

Az Amazonasban élő vöröshasú pirájaForrás: Biosphoto/© Sylvain Cordier / Biosphoto - Droit géré - Oeuvre protégée par copyright - - - -/Sylvain Cordier

Ez nem az a reakció volt, amit az elején vártunk volna, ezért nagyon megdöbbentünk – mondta Misty Paig-Tran, a fullertoni Kaliforniai Állami Egyetem biológiai tudományok docense a National Geographic online portálnak. – A háromsávos páncélosharcsa igen gyorsan elúszott, mi pedig csak néztünk és azt kérdeztük tőle: „Mit csinálsz; tönkre akarod tenni a napomat?"

A tudósok ezután feltették a kérdést: hogyan képes egy ilyen kicsi hal ekkora bántalmazást túlélni? Az Acta Biomaterialia tudományos szaklapban megjelent, legújabb kutatások szerint a titok nyitját a „páncélja" jelenti: kollagénből és ásványi anyagból készült, speciális pikkelyei áthatolhatatlan védelmet nyújtanak az állatnak. A szakemberek most azt remélik, hogy az emberek is képesek lesznek leutánozni ezeket a pikkelyeket, hogy erősebb és könnyebb anyagokat, például testpáncélt készítsenek.

Mindig újabb és újabb napot képesek így túlélni

A háromsávos páncélosharcsa általában a vízfenék közelében úszik; békés természetű hal, más fajokkal is jól együtt tud élni. Napjait az Amazonas és mellékfolyói homokos partjai és sáros folyófeneke mentén éli, ahol fáradhatatlanul kutat a homokban három pár bajuszszálával a maradék után, amit a többi hal elpotyogtatott, miközben férgeket is keres.

A háromsávos páncélosharcsa (Corydoras trilineatus)egyfajta páncélozott harcsa, szupererős pikkelyekkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy túlélje a borotvafogú ragadozók támadásaitForrás: Pinterest

A háromsávos páncélosharcsa maximum hat centiméteresre nő meg: fejlődésének korai szakaszában a nagy ragadozók vadásznak rájuk, köztük az óriásvidrák (Pteronura brasiliensis) és az amazonasi folyamidelfinek (Inia geoffrensis). Ám amikor a harcsák után érdeklődő piranhákról van szó, akkor a harci esély mérlege mégis az első ránézésre áldozatnak tűnő, kicsi hal felé billen.

A tudósok vizsgálataik során a háromsávos páncélosharcsákat és fogságban nevelt vöröshasú piranhákat engedtek össze.

Úgy gondolták, hogy a harc kimenetele abszolút kiszámítható és egyértelmű: az akvaristák gyakran rögzítik videofelvételeken a kedvelésből tartott piranhák összecsapásait más halakkal, és ezek általában a ragadozó „győzelmével" végződnek. Ám ezúttal a háromsávos páncélosharcsák tartották magukat.

A vöröshasú piranhák borotvaéles fogakkal rendelkeznekForrás: Pinterest

A kis halak láthatóvá tették az éles tüskéiket a mellüreg uszonyukon és hátul, hogy a piranhákat el tudják rettenteni a páncéljuk fő csíkjától, amely a kopoltyú környékén helyezkedik el, ahol egy jól elhelyezett harapás lefejezheti az áldozatot – mutatott rá Andrew Lowe, a Chapman Egyetem kutatási asszisztense.

Néhányan a végsőkig kitartottak

A piranhák általában a háromsávos páncélosharcsa farkát támadták, és nagyon küzdöttek, hogy áttörjék a kis hal páncélját. A kísérlet során átlagosan nyolcszor kellett támadniuk, hogy a zsákmány farokpáncélján egy kis horpadás legyen látható.

A piranháknak még nehezebb volt áttörniük a harcsák hasi pikkelyeit,

ami csak az esetek 20 százalékában sikerült nekik, akkor is csak átlagosan tíz harapással. A piranhák közül hárman végül feladták a küzdelmet, miután a támadásaik sorra kudarcot vallottak, míg a másik hét piranha a végsőkig kitartott. Ám akkor sem tudták elpusztítani a harcsát, amikor annak már nem volt hová menekülnie.

A háromsávos páncélosharcsa mindössze hat centiméteres, de félelmetes a páncéljaForrás: Pinterest

A vadonban a zavaros víz és a növények rengeteg búvóhelyet biztosítanak egy okos halnak ahhoz, hogy elrejtőzzön – mutatott rá Misty Paig-Tran. – Csak épségben kell tartania valahogy a páncélját, amíg a piranha-k el nem engedik.

Hozzátette: ha végül a belső szerveik károsodása nélkül el tudnak menekülni, akkor csak „azért élhetnek tovább, hogy egy másik napon, egy másik piranhával kelljen megküzdeniük".

Nem utópia a háromsávos páncélosharcsa „másolása"

Ellentétben a szivárványhal-félékkel (Melanotaenia) vagy a sziámi harcoshalakkal (Bettasplendens), a háromsávos páncélosharcsa pikkelyei nem lekerekítettek. Inkább úgy néznek ki, mint egy legyezett kártyapakli, hosszúak és vékonyak, és két függőleges sorba rendeződnek, amelyek a test teljes hosszában futnak. Ráadásul miközben a legtöbb hal pikkelyeit odontoblasztok, a dentin képzéséért felelős, az emberi fogbélben is található sejtek alkotják,

a kis harcsa pikkelyei magából az oszteoblasztokból nőnek ki, amelyek a csontépítésért felelős sejtek.

Így lesznek ezek a pikkelyek ennyire kemények és erősek. Ám Lowe szerint valójában pont a hal páncéljának puha része az, amely olyan ellenállóvá teszi azt.

A CT-felvétel a vizsgálat piranhákról: jól látszik a fogak összekapcsolódásaForrás: University of Washington/George Washington University

Mindegyik pikkely két rétegből áll: egy kemény, ásványokkal teli felületből és egy kollagénből készült szövött szövet hálózatából; ugyanabból a fehérjéből, amely rugalmassá teszi bőrünket és erősíti a csontokat, növelve a csontsűrűséget – magyarázta Andrew Lowe.

Ahogy arra a kutató rámutatott, a kemény felületek, különösen a vékonyabbak, mint például a tükrök vagy a tányérok, hajlamosak a merevségre és az estleges repedezésekre stressz hatására. A hal esetében míg a pikkely kemény ásványi rétege megnehezíti, hogy a piranha a fogaival átharapja azt, az alatta lévő puha réteg segít elnyelni a harapások erejét, így a „páncélzat" nem tud összeroppanni.Marc Meyers, a San Diego-i Kaliforniai Egyetem anyagmérnöke nem vett részt a vizsgálatban, viszont nagyon érdekesnek tartja Lowe „ketrecmérkőzésének" eredményeit. Ahogy fogalmazott, ehhez hasonló „bőrpáncélok" sokszor kifejlődtek a természetben, ám a háromsávos páncélosharcsa nanostruktúrája különösen érdekesnek tűnik, amit mindenképpen további vizsgálatoknak kell alávetni.