لعدة قرون ، كان الباحثون في حيرة حول كيفية نمو اللؤلؤة بشكل مثالي ، لآلئ متناظرة حول حبيبات غير منتظمة من الرمل أو قطع من الحطام. قاد هذا الفضول فريقًا من الباحثين إلى إظهار أن المحار والرخويات الأخرى تستخدم عملية معقدة لزراعة مثل هذه الجواهر! عملية تتبع القوانين الرياضية في الطبيعة.

كيف يتشكل اللؤلؤة؟

عندما يتم حصر مادة مهيجة (مثل حبة الرمل) داخل الرخويات ، فإن المحار يحمي نفسه عن طريق بناء طبقة ناعمة من المعادن والبروتين تسمى الصدف ، وفي هذه العملية تتشكل لؤلؤة!

صنع  اللؤلؤة داخل الجسم الناعم للمحار هو نوع من نظام دفاع المحار لحماية نفسه ، لمنع إيذاء النفس من خلال بناء طبقات من الصدف حول أولئك الذين يغزون الخصوصية الناعمة للمحار!

أظهرت الدراسات التي أجريت في 19 أكتوبر من هذا العام أن كل طبقة جديدة من الصدف تتشكل على جسم غير متماثل محاصر في محار تتوافق تمامًا مع الطبقات السابقة ، وتغطي بعناية المخالفات لتشكيل لؤلؤة مستديرة ومتماثلة! تقول لورا أوتر ، عالمة الكيمياء الجيولوجية الحيوية في الجامعة الوطنية الأسترالية ، إن الصدف هو المادة اللامعة الجميلة بشكل لا يصدق والتي نراها داخل بعض الأصداف البحرية أو على جسم اللآلئ.

ما الذي يسبب التناظر المذهل في اللؤلؤة؟

اكتشف  أن النمو المتماثل في  اللؤلؤة (مع وجود طبقات من الصدف فوقها!) يعتمد على توازن بين قدرات أساسية في قاع المحار. في هذا الصدد ، فإن أول شيء في النمو المتماثل للؤلؤ هو أن المحار يصحح الانحرافات في النمو التي تظهر على شكل لؤلؤ ويمنع انتشار واستمرار تلك التغيرات في الطبقات الأخرى ؛ حتى لا تنمو اللؤلؤة معوجة وعديمة الشكل!

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المحار الصدف لديه القدرة على تعديل سمك طبقات الصدف ، بحيث إذا تم تشكيل طبقة أكثر سمكًا ، فإن الطبقة التالية ستكون أرق. تساعد مثل هذه العملية اللؤلؤة على تطوير والحفاظ على سمك مناسب وموحد في آلاف طبقاتها بحيث تبدو مستديرة وموحدة تمامًا. بشكل عام ، بدون مثل هذه التعديلات ، ستبدو اللؤلؤة وكأنها صخرة رسوبية ، بفرج وشكل غير كروي.

مطيافية رامان هي طريقة تركز فيها الفوتونات أحادية الطول الموجي (التي يتم إدخالها في المنطقة المرئية كضوء أحادي اللون!) على العينة وتتفاعل مع الجزيئات. ثم يتم دراسة الفوتونات المتناثرة.

لمزيد من الدراسات التفصيلية ، فحص الباحثون لآلئ كيشي التي تم جمعها من محار أكويا اللؤلؤي (Pinctada imbricata fucata) في مزرعة لؤلؤة ساحلية في شرق أستراليا. في هذا الصدد ، استخدموا منشارًا سلكيًا ماسيًا لقطع اللؤلؤ على شكل مقاطع عرضية! بعد ذلك ، باستخدام مطيافية رامان ، وهي تقنية غير مدمرة لفحص بنية اللؤلؤ ، قاموا بفحص هذه الأحجار الكريمة البراقة. من المثير للاهتمام معرفة أن عينة اللؤلؤ لهذه المجموعة البحثية تحتوي على 2615 طبقة ، والتي تم صنعها خلال 548 يومًا من الترسيب!

تظهر التحليلات التي أجريت على هذه العينة من اللآلئ أن التقلبات في سمك طبقات الصدف في اللآلئ تظهر ظاهرة تسمى Pink Noise ، حيث ترتبط الأحداث التي بدت عشوائية ببعضها البعض. في هذا الرأي ، قد يبدو تكوين طبقات الصدف ذات السماكات المختلفة عشوائيًا ، لكنه في الواقع يعتمد على سمك الطبقات السابقة.

كلمة أخيرة

في النهاية ، من الضروري التأكيد على أن لدى Naker قدرة على الشفاء الذاتي وعندما يحدث خلل فيه ، فإنه يحسن نفسه في عدة طبقات دون استخدام أي نمط خارجي. في الواقع ، قد يبدو الأمر بسيطًا للوهلة الأولى ، لكن هذه المخلوقات المتواضعة تصنع مادة خفيفة وصلبة بشكل لا يصدق كل يوم ، وهي أفضل بكثير من اللآلئ التي تصنعها تقنياتنا. باستخدام الكالسيوم والكربونات والبروتين ، يجعل المحار مادة أقوى 3000 مرة من مكونات الصدف. لذلك ، فإن فهم كيفية صنع  اللؤلؤة يمكن أن يلهم الجيل القادم من المواد فائقة الكفاءة أو المقاومة للحرارة لبناء المركبات الفضائية.