Опубликовано: 22-11-2022
Ученые из Калифорнийского университета в Санта-Круз установили, что гель, содержащийся в электросенсорных органах хрящевых рыб — акул, скатов и химер, — обладает самой высокой проводимостью протонов среди всех известных природных материалов. Открытие поможет специалистам узнать больше о механизмах электрорецепции у животных. Кроме того, исследование может иметь прикладное значение для создания новых материалов, например, мембран топливных элементов.
Акулы, скаты, а также некоторые другие животные обладают электрорецепцией — способностью воспринимать даже незначительные электрические сигналы из окружающей среды. Электрорецепция помогает акулам ориентироваться в пространстве и искать добычу и осуществляется специальными органами — ампулами Лоренцини. Эти органы представляют собой узкие каналы длиной несколько сантиметров, заканчивающиеся небольшой полостью и открывающиеся порами на поверхности тела животного. Внутри каналы заполнены гелеобразным материалом, а поры хорошо заметны на роструме акул. Ампулы позволяют улавливать даже незначительные изменения напряженности окружающего электрического поля.
Чтобы луче понять механизм работы ампул Лоренцини, ученые исследовали гель из ампул малоголовой рыбы-молот и нескольких видов скатов рода Raja. Специалисты изучали способность геля проводить протоны — положительно заряженные ионы водорода. Оказалось, что проводимость геля составляет около двух миллисименс на сантиметр — это превышает значения проводимости для всех изученных природных материалов. Значение протонной проводимости геля примерно в 40 раз меньше аналогичного значения материала искусственного материала нафион — полимерной мембраны, используемой в топливных элементах как проводник водорода.
Ампулы Лоренцини были впервые описаны итальянским биологом Стефано Лоренцини в 1678 году, но их истинные функции были установлены только во второй половине прошлого века.