Stereoanlæg

Et stereom  er et solidt mikroporøst materiale, der udgør skeletelementerne i pighuder . Det er (i den første tilnærmelse) en porøs enkelt krystal af calcit med en blanding af magnesiumcarbonat . Porerne udgør hovedparten af ​​volumenet (op til halvdelen eller mere) og er fyldt med levende væv (stroma). Typisk porediameter - 10-25 mikron ; der er større og mindre [1] [2] .

Stereomet findes udelukkende i pighuder. Dens tilstedeværelse i den uddøde Homalozoa- gruppe blev en afgørende faktor for dens tildeling til denne type. Der er næsten ingen pighuder med skeletelementer konstrueret på en anden måde (den eneste undtagelse er holothurianerne fra familien Molpadiidae, som har ejendommelige jernfosfatgranulat).

Struktur og sammensætning

Et stereoanlæg er et tredimensionelt gitter. Dens broer kaldes trabeculae. På trods af at stereomet er en enkeltkrystalformation, er der ingen krystallinske flader på dens broer: alle overflader er afrundede.

Stereomet adskiller sig i forskellige taxa af pighuder og i forskellige skeletelementer og inden for det samme element. Dens udseende afhænger af, hvilket væv den er fyldt med, og hvad der er fastgjort til dens ydre overflade. Sådanne træk ved stereomet som metoden til at lægge broerne, deres længde (henholdsvis diameteren af ​​porerne) og tykkelse varierer. Tværstængerne kan være af varierende grad af regelmæssighed - fra en kaotisk vævning til et regulært gitter med en kontinuerlig række af mellemliggende muligheder. Den største mangfoldighed af stereom arkitektur ses i søpindsvin og sprøde stjerner .

Mere detaljerede undersøgelser viser, at der er afvigelser fra stereom enkeltkrystallinitet (især udtalt i overfladelagene af forskellige skeletelementer, såvel som i tænderne på søpindsvin ): tilstødende krystaller kan være adskilt af et submikron organisk lag, og deres respektive symmetriakser er måske ikke helt parallelle [3] . Indholdet af organiske stoffer i stereomet når 0,1-0,2 vægt%. Det er således sandsynligt, at det er et kompositmateriale . Det er kendt, at dets mekaniske egenskaber adskiller sig væsentligt fra dem for uorganisk calcit (f.eks. kan Youngs modul være flere gange lavere).

Indholdet af magnesiumcarbonat i stereomet er normalt 8-15%; i tænderne på søpindsvin - op til 40%. Der er tegn på, at hårdheden af ​​stereomet stiger med stigende MgCO 3 - indhold .

Uddannelse og funktioner

Stereomet udskilles af specielle celler - sklerocytter, som kombineres og danner syncytium . Calcit kan aflejres både inde og ude. Dannelsen af ​​et stereom begynder med separate nåle - spicules, som derefter forbindes på en sådan måde, at den enes krystalgitter bliver en fortsættelse af den anden. Hos nogle arter er der også beskrevet resorption (destruktion) af stereomet, som om nødvendigt udføres af specielle celler.

Den svampede struktur af skeletelementerne har den fordel, at den forhindrer revneudbredelse.

Der er beviser for, at i nogle lavvandede sprøde sprøde stjerner, der er bemærkelsesværdige for deres følsomhed over for lys og dets ændringer (især Ophiocoma wendtii ), kan stereotypen af ​​skeletlemmerplader fungere som en række mikrolinser, der fokuserer lys på lysfølsomme celler [ 4] .

I palæontologi

De ældste stereomfund, såvel som de ældste utvivlsomme rester af pighuder i almindelighed, tilhører Nedre Kambrium [1] [5] . Ofte er de velbevarede, og selv på kambriske prøver kan man se en tredimensionel mikrostruktur. Dens afhængighed af typen af ​​vævsfyldning eller i kontakt med stereotypen hjælper med at rekonstruere anatomien af ​​gamle pighuder (for eksempel for at bestemme steder for fastgørelse af muskler).

Da skeletelementerne i pighuder er enkeltkrystaller, er de under visse betingelser i stand til epitaksial vækst efter dyrets død. Det antages, at epitaksielle vækster på dem er tegn på lave temperaturer i de tilsvarende epoker [1] [6] .

Stereomets enkeltkrystalstruktur gør det vanskeligt at rense fossile pighuder fra sten: deres skaller og andre skeletformationer har en tendens til at splitte langs krystallografiske planer (som altid er i en vinkel i forhold til overfladen) og desintegreres fra vibrationer og tryk. Derudover er de ofte blødere end værtsklippen [7] .

Kilder

  1. 1 2 3 Smith, AB 1990. Biomineralization in echinoderms . I Carter, JG (red.) Skelet biomineralisering: mønstre, processer og evolutionære tendenser. Van Nostrand Reinhold, New York. pp. 413-443, bind 1; pp. 69-71, pls 170-175, bind 2. PDF Vol 1 (6.8Mb) Arkiveret 16. marts 2014 på Wayback Machine ; PDF Vol 2 - plader (1,7 Mb) Arkiveret 16. marts 2014 på Wayback Machine
  2. Smith, A.B. & Kroh, A. (redaktør) The Echinoid Directory (2011). Hentet 22. august 2012. Arkiveret fra originalen 23. juli 2013.
  3. Nissen, Hans-Ude (1969). "Krystalorientering og pladestruktur i echinoidskeletenheder". Science, New Series : 1150-1152. DOI : 10.1126/science.166.3909.1150 .
  4. Aizenberg, Joanna; Hendler, Gordon (2004). "Design af effektive mikrolinse-arrays: lektioner fra naturen". Journal of Materials Chemistry : 2066-2072. DOI : 10.1039/B402558J . Forældet parameter brugt |coauthors=( hjælp )
  5. Peterson, Kevin J.; Cotton, James A.; Gehling, James G.; Pisani, Davide. The Ediacaran emergence of bilaterians: congruence between the genetiske and the geological fossil records  (engelsk)  // Philosophical Transactions of the Royal Society B . - 2008. - Bd. 363 . - S. 1435-1443 . - doi : 10.1098/rstb.2007.2233 .
  6. Knoerich, Andrea C.; Mutti, Maria. Epitaksiale calcitcementer i Jordens historie: et køligere vand-fænomen under aragonit-havtiden? (engelsk)  // Geological Society, London, Special Publications. - 2006. - Bd. 255 . - S. 323-335 . - doi : 10.1144/GSL.SP.2006.255.01.19 .
  7. Hawkins HL (1926). "Forberedelse af fossile pighuder" . Rapport fra British Association for the Advancement of Science (rapport fra det 94. møde) : 349. Arkiveret fra originalen 2016-09-12 . Hentet 2021-03-08 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )

Links