Stereo

Stereom  je pevný mikroporézní materiál, který tvoří prvky kostry ostnokožců . Jedná se (v prvním přiblížení) o porézní monokrystal kalcitu s příměsí uhličitanu hořečnatého . Póry tvoří většinu objemu (až polovinu nebo více) a jsou vyplněny živou tkání (stroma). Typický průměr pórů - 10-25 mikronů ; existují větší a menší [1] [2] .

Stereom se vyskytuje výhradně u ostnokožců. Jeho přítomnost ve vyhynulé skupině Homalozoa se stala rozhodujícím faktorem pro jeho přiřazení k tomuto typu. Neexistují téměř žádní ostnokožci s jinak konstruovanými kosterními prvky (jedinou výjimkou jsou holothuriáni z čeledi Molpadiidae, kteří mají zvláštní granule fosforečnanu železa).

Struktura a kompozice

Stereo je trojrozměrná mřížka. Jeho mosty se nazývají trabekuly. Navzdory skutečnosti, že stereom je monokrystalický útvar, na jeho můstcích nejsou žádné krystalické plochy: všechny povrchy jsou zaoblené.

Stereom se liší v různých taxonech ostnokožců a v různých kosterních prvcích a v rámci stejného prvku. Jeho vzhled závisí na tom, jakou tkání je vyplněn a co je připojeno k jeho vnějšímu povrchu. Vlastnosti stereomu, jako je způsob pokládání můstků, jejich délka (respektive průměr pórů) a tloušťka se liší. Příčníky mohou mít různý stupeň pravidelnosti - od chaotické vazby po pravidelnou mřížku s nepřetržitou řadou mezilehlých možností. Největší rozmanitost architektury stereomů je vidět u mořských ježků a křehkých hvězd .

Podrobnější studie ukazují, že existují odchylky od stereomové monokrystalinity (zejména výrazné v povrchových vrstvách různých kosterních prvků a také v zubech mořských ježků ): sousední krystaly mohou být odděleny submikronovou organickou vrstvou a jejich příslušné osy symetrie nemusí být zcela rovnoběžné [3] . Obsah organických látek ve stereomu dosahuje 0,1-0,2 % hm. Je tedy pravděpodobné, že se jedná o kompozitní materiál . Je známo, že jeho mechanické vlastnosti se výrazně liší od vlastností anorganického kalcitu (např. Youngův modul může být několikanásobně nižší).

Obsah uhličitanu hořečnatého ve stereomu je obvykle 8-15 %; v zubech mořských ježků - až 40%. Existují důkazy, že tvrdost stereomu se zvyšuje s rostoucím obsahem MgCO 3 .

Vzdělávání a funkce

Stereom je vylučován speciálními buňkami - sklerocyty, které se spojí a vytvoří syncytium . Kalcit lze ukládat jak uvnitř, tak venku. Tvorba stereomu začíná samostatnými jehlicemi - spikuly, které jsou pak spojeny tak, že krystalová mřížka jedné se stává pokračováním druhé. U některých druhů byla popsána i resorpce (destrukce) stereomu, kterou v případě potřeby provádějí speciální buňky.

Houbovitá struktura skeletových prvků má tu výhodu, že zabraňuje šíření trhlin.

Existují důkazy, že u některých mělkých křehkých křehkých hvězd, které jsou pozoruhodné svou citlivostí na světlo a jeho změnami (zejména Ophiocoma wendtii ), může stereotyp kosterních končetinových destiček fungovat jako řada mikročoček , které soustřeďují světlo na buňky citlivé na světlo. 4] .

V paleontologii

Nejstarší nálezy stereomů, stejně jako vůbec nejstarší nepochybné pozůstatky ostnokožců, patří do spodního kambria [1] [5] . Často jsou dobře zachovány a dokonce i na kambrických vzorcích je rozeznatelná trojrozměrná mikrostruktura. Jeho závislost na typu tkáňové výplně nebo na kontaktu se stereotypem pomáhá rekonstruovat anatomii starých ostnokožců (např. určit místa úponu svalů).

Vzhledem k tomu, že kosterní prvky ostnokožců jsou monokrystaly, jsou za určitých podmínek schopny epitaxního růstu po smrti zvířete. Předpokládá se, že epitaxní výrůstky na nich jsou důkazem nízkých teplot v odpovídajících epochách [1] [6] .

Monokrystalová struktura stereomu ztěžuje čištění fosilních ostnokožců od horniny: jejich schránky a další kosterní útvary mají tendenci se štěpit podél krystalografických rovin (které jsou vždy pod úhlem k povrchu) a rozpadat se vlivem vibrací a tlaku. Navíc jsou často měkčí než hostitelská hornina [7] .

Zdroje

  1. 1 2 3 Smith, AB 1990. Biomineralizace u ostnokožců . In Carter, JG (ed.) Kosterní biomineralizace: vzory, procesy a evoluční trendy. Van Nostrand Reinhold, New York. str. 413-443, svazek 1; str. 69-71, pls 170-175, Volume 2. PDF Vol 1 (6,8Mb) Archived 16 March 2014 at the Wayback Machine ; PDF Vol 2 – desky (1,7 Mb) Archivováno 16. března 2014 na Wayback Machine
  2. Smith, A. B. & Kroh, A. (editor) The Echinoid Directory (2011). Získáno 22. srpna 2012. Archivováno z originálu dne 23. července 2013.
  3. Nissen, Hans-Ude (1969). „Orientace krystalů a struktura desky v echinoidních kosterních jednotkách“. Věda, nová řada : 1150-1152. DOI : 10.1126/science.166.3909.1150 .
  4. Aizenberg, Joanna; Hendler, Gordon (2004). „Navrhování účinných polí mikročoček: lekce z přírody“. Journal of Materials Chemistry : 2066-2072. DOI : 10.1039/B402558J . Použitý zastaralý parametr |coauthors=( nápověda )
  5. Peterson, Kevin J.; Cotton, James A.; Gehling, James G.; Pisani, Davide. Ediakarský vznik bilateriánů: shoda mezi genetickými a geologickými fosilními záznamy  (anglicky)  // Philosophical Transactions of the Royal Society B . - 2008. - Sv. 363 . - S. 1435-1443 . - doi : 10.1098/rstb.2007.2233 .
  6. Knoerich, Andrea C.; Mutti, Maria. Epitaxní kalcitové cementy v historii Země: fenomén chladnější vody v době aragonitového moře? (anglicky)  // Geological Society, London, Special Publications. - 2006. - Sv. 255 . - str. 323-335 . - doi : 10.1144/GSL.SP.2006.255.01.19 .
  7. Hawkins HL (1926). "Příprava fosilních ostnokožců" . Zpráva British Association for the Advancement of Science (zpráva z 94. zasedání) : 349. Archivováno z originálu dne 2016-09-12 . Získáno 2021-03-08 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )

Odkazy