Биссус ( / ˈ b ɪ s ə s / ) представляет собой пучок нитей, выделяемых многими видами двустворчатых моллюсков , которые служат для прикрепления моллюска к твердой поверхности. Биссус есть у видов из нескольких семейств моллюсков, включая перьевые раковины ( Pinnidae ), настоящие мидии ( Mytilidae ) и Dreissenidae .
Нити биссуса создаются некоторыми видами морских и пресноводных двустворчатых моллюсков , которые используют биссус для прикрепления к камням, субстрату или морскому дну. У съедобных мидий несъедобный биссус, широко известный как «борода», удаляется перед приготовлением.
Многие виды мидий выделяют нити биссуса, чтобы прикрепиться к поверхности, и относятся к семействам , включающим Arcidae , Mytilidae , Anomiidae , Pinnidae , Pectinidae , Dreissenidae и Unionidae . [1] [2]
Биссус, или биссальный комплекс, состоит из множества внеклеточных коллагеновых нитей, которые мидии располагаются радиально от центрального стебля. Каждая нить состоит из трех областей: гофрированной проксимальной области, расположенной рядом с телом мидии, более длинной гладкой дистальной области, соединяющей проксимальную область с конечной бляшкой, и самой клейкой бляшки, которая удерживает мидию на поверхности. [3] Проксимальная область состоит из гофрированной оболочки, окружающей свободно расположенные спиральные волокна; эти катушки могут распутываться, растягивая волокно под действием приложенной силы. Дистальная область более упорядочена и состоит из выровненных пучков коллагеновых волокон, которые придают волокнам жесткость. Бляшка состоит из коллагеноподобных волокон на губчатом матриксе, в котором откладывается и затвердевает адгезивный белок. [4]
Цель биссуса - удерживать мидию прикрепленной к желаемой поверхности, и для этого биссальные нити должны быть способны выдерживать сильное циклическое движение из-за приливов вблизи береговой линии, где обитают мидии. Механические испытания живых мидий показали, что биссальные нити могут удлиняться на 39% до выхода из строя и на 64% до разрыва при номинальной скорости деформации 10 мм/мин. [3] Испытания на растяжение показывают, что нити демонстрируют три различные фазы: начальную жесткость как в дистальной, так и в проксимальной областях, размягчение из-за текучести в дистальной области и, наконец, повышение жесткости, непосредственно предшествующее разрушению при растяжении. [4] Способность дистальной части поддаваться, прежде чем сломаться, придает мидиям характерную выносливость даже при сильных приливах. [4] Были изучены многие переменные, которые влияют на производительность биссальных нитей, включая видовые вариации, [5] сезонные колебания, [3] температурные эффекты, [6] и эффекты старения. [6] Температурные эффекты, в частности, выявили температуру стеклования 6°C. [6]
Количество нитей, которыми мидия прикрепляется, обычно составляет от 20 до 60; это может варьироваться в зависимости от вида, сезона или возраста мидий. В условиях циклических приливов радиальное распространение расположения волокон позволяет мидии динамически выравнивать большинство своих волокон в направлении приложенной силы. Это снижает нагрузку на любой поток, уменьшая вероятность сбоя и отсоединения. [4] Мидии также способны выбрасывать весь биссальный комплекс, включая центральную ножку, не повреждая себя. Комплекс можно просто регенерировать, и размещение волокон возобновится в течение 24 часов. [7]
Когда нога мидии попадает в расщелину, она создает вакуумную камеру, вытесняя воздух и выгибаясь вверх, подобно тому, как вантуз водопроводчика прочищает канализацию. Биссус, состоящий из кератина , белков хинонового дубления ( полифенольных белков ) и других белков, извергается в эту камеру в жидкой форме, аналогично литью под давлением при обработке полимеров, и пузырится в липкую пену. Сворачивая ножку в трубочку и накачивая пену, мидия производит липкие нити размером с человеческий волос. Затем мидия покрывает нити другим белком, в результате чего образуется клей. [2] Динамика прикрепления зубного налета изучается как для имитации сильного клея, так и для создания покрытий, к которым зубной налет не может прилипать. Стратегии удаления загрязнений, такие как фторполимерные краски и покрытия, пропитанные смазкой, являются активной областью исследований, важной для предотвращения загрязнения морских структур инвазивными видами мидий, такими как зебра и мидия квагга. [8]
Byssus — замечательный клей, который не разрушается и не деформируется под воздействием воды, как многие синтетические клеи. [9] Замечательные свойства этого клея, в частности белков лапок мидий (Mfps), стимулировали множество попыток имитировать превосходную адгезивную способность, которую демонстрируют мидии, либо путем производства Mfps с помощью других организмов, либо путем создания синтетических полимеров с аналогичными свойствами. Например, генные инженеры вставили ДНК мидий в дрожжевые клетки, чтобы транслировать гены в соответствующие белки. [10] Синтетические подходы обычно используют катехол в качестве сшивающего агента для создания износостойких полимерных сеток. Имитация Mfp-3 для индукции коацервации является еще одним ключевым свойством, поскольку это защищает материал от частичного растворения в соленой воде. [9]
Биомиметический клей из биссуса применяется в биомедицинских клеях, [11] в терапевтических целях, [12] и в покрытиях, препятствующих обрастанию. [13]
Биссус часто относится к длинным, тонким, шелковистым нитям, выделяемым большой средиземноморской раковиной пера Pinna nobilis . Нити биссуса этого вида Pinna могут достигать 6 см (2,4 дюйма) в длину, и исторически из них изготавливали ткань. [14]
Ткань виссуса — это редкая ткань, также известная как морской шелк , которая изготавливается с использованием виссуса ракушек ручек в качестве источника волокна. [15] [16]
Словарное определение биссуса в Викисловаре