Schubbenschild beschermt tegen scherpe tanden

Polypterus senegalus heeft een vierlagig, licht schubbenpantser. Christine Ortiz, MIT

De schubben van de veertig centimeter meter lange Afrikaanse roofvis Polypterus senegalus zijn optimaal schokabsorberend. Een structuur van afwisselende harde en zachte laagjes in de schub zorgt ervoor dat niet splijt bij een aanval van een rivaal of andere roofvis (Nature Materials online, 27 juli).

Bij andere vissen splijt de schubbenlaag onder het geweld van een scherpe, penetrerende tand. Bij Polypterus ontstaan cirkelvormige barsten, zoals in het groot in gewapend glas wel te zien is.

De voorouders van de Polypterus senegalus zwommen al 96 miljoen jaar geleden rond in modderige zoetwaterpoeltjes in Afrika. Zij hadden een uit vele laagjes opgebouwd beschermend schubbenschild dat echter nogal zwaar was. Naarmate deze oervissen roofzuchtiger werden en kleine visjes en amfibieën vingen, werd het voor hen belangrijker om een lichter schild te ontwikkelen. Grotere schubben verkleinden tot meerdere schubben en de dikte van de verschillende lagen nam af.

Bij analyse onder de elektronenmicroscoop zagen de onderzoekers van het Massachusetts of Technology dat elke schub uit vier lagen is opgebouwd. De bovenste laag bestaat uit een dunne (~10 nanometer, een nanometer is een miljoenste millimeter), maar keiharde laag genoïne, een soort emailglazuur dat de eerste druk van een beet opvangt. Daaronder zit een dunne (~50 nanometer) vervormbare laag dentine (tandbeen) dat de vrijkomende energie verspreidt. Daaronder zit een vrijwel even dikke laag van isopedine die de van buiten komende krachten nog meer verspreidt. De onderste en dragende laag van de schub is steungevend botweefsel (~300 nanometer).

De verschillende lagen grijpen ingenieus in elkaar. De onderzoekers denken dat dit schubbenskelet als voorbeeld kan dienen voor de ontwikkeling van scherfwerende vesten. Het Amerikaanse leger financierde het onderzoek. Hilde van Halm

    • Hilde van Halm