Новые данные о волокнах прикрепления дрейссены помогут бороться с инвазивным видом

Исследование канадских и немецких учёных показало, что неожиданное событие, произошедшее более 12 миллионов лет назад, сыграло ключевую роль в формировании одного из самых опасных инвазивных видов в Канаде.

Дрейссены (Zebra и quagga mussels) — широко распространённые в Северной Америке пресноводные инвазивные виды, представляющие серьёзную угрозу для местных экосистем. С помощью волокнистого якоря — биссуса — они вызывают биообрастание поверхностей и засоряют водозаборные сооружения на электростанциях и водоочистных заводах.

«Это новое исследование, изучающее механизм прикрепления этих моллюсков, может помочь улучшить стратегии борьбы с биообрастанием — проблемой, наносящей ущерб в миллионы долларов только в Канаде», — говорит соавтор и ведущий профессор Университета Макгилла Мэтью Харрингтон.

Учёные обнаружили, что ранее не документированное событие способствовало выживаемости дрейссен.

«Более 12 миллионов лет назад, вероятно, одна бактерия передала генетический материал одному моллюску, наделив его потомков способностью создавать эти волокна. Учитывая их решающую роль в прикреплении моллюсков в пресноводных средах, этот горизонтальный перенос генов поддержал вредное глобальное распространение этих видов», — объясняет профессор Гёттингенского университета и соавтор Дэниел Дж. Джексон.

Это исследование, знаменующее важный прогресс в понимании инвазивных моллюсков и их механизмов прикрепления, может предложить решения для смягчения их экологического и экономического воздействия.

Устойчивые материалы, вдохновлённые биологией моллюсков

«Это исследование не только углубляет наше понимание эволюции моллюсков и биообрастания, но и представляет захватывающую возможность для разработки новых материалов», — сказал Харрингтон. «Волокна биссуса дрейссен, структурно напоминающие паучий шёлк, могут вдохновить на создание прочных полимерных волокон для более долговечных и устойчивых материалов, используемых в текстиле и технических пластиках».

«Мы обнаружили, что строительными блоками волокон являются гигантские белки coiled-coil, самые крупные из когда-либо найденных», — сказал Харрингтон. Эти белки, структурно схожие с белками человеческого волоса, превращаются в шёлкоподобные бета-кристаллиты под действием простых сил растяжения во время формирования.

Этот метод формирования волокон намного проще, чем образование паучьего шёлка, что потенциально открывает более лёгкий путь к биотехнологическому производству устойчивых волокон — в отрасли, где в настоящее время доминируют искусственные паучьи шёлка.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.