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Dec 07, 2023

Controle cristalográfico da fabricação de um microornamento de superfície de concha extremamente sofisticado na vieira de vidro Catillopecten

Relatórios Científicos volume 12,

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 11510 (2022) Citar este artigo

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O microornamento da superfície externa das vieiras de vidro Catillopecten natalyae e malyutinae é constituído por projeções espinhosas calcíticas constituídas por um caule que posteriormente se divide em três ramos igualmente espaçados e inclinados (aqui chamados de aéreos). C. natalyae contém antenas maiores e menores, enquanto C. malyutinae só secretava antenas do segundo tipo. Uma característica notável é que as antenas dentro de cada tipo são bastante semelhantes em tamanho e forma e altamente co-orientadas, constituindo assim um microornamento mais sofisticado. Demonstramos que os aéreos são monocristais cuja morfologia é fortemente controlada pela cristalografia, com a haste sendo paralela ao eixo c da calcita e os ramos se estendendo ao longo das bordas do romboedro de calcita {104}. Eles crescem epitaxialmente nos prismas folheados da camada externa da casca. A co-orientação dos prismas explica a das antenas. Desenvolvemos um modelo em que cada antena cresce dentro de uma bolsa periostracal. Quando esta bolsa atinge a margem de crescimento, o manto inicia a produção da antena. No entanto, o crescimento posterior da aérea é remoto, ou seja, longe do contato com o manto. Mostramos como um microornamento extremamente sofisticado tem uma morfologia e co-orientação que são determinadas pelo crescimento do cristal.

A maneira pela qual os moluscos bivalves secretam suas conchas tem sido um tema de intenso interesse1,2,3,4. Esta pesquisa revelou um processo universal pelo qual a construção da concha segue uma série de estágios consecutivos: (1) secreção de uma folha de perióstraco amplamente orgânico dentro do sulco periostracal2,3,4,5,6,7, que (2) é extrudado, deslizando ao longo da face interna da dobra mais externa do manto, a dobra externa do manto (OMF); (3) o perióstraco se curva para trás na extremidade distal do OMF e (4) a secreção das camadas da casca mineral começa abaixo3. Embora os dados sejam limitados, a superfície de crescimento da concha parece estar em contato próximo com a superfície externa da OMF, deixando um espaço extrapalial desprezível entre os táxons investigados8,9,10. Alguns bivalves, no entanto, modificam esse modelo básico para que a mineralização se inicie dentro do perióstraco antes que uma concha contínua comece a se formar. Esta mineralização intraperiostracal foi até agora descrita em uma variedade de taxa e mostrando uma variedade de formas, por exemplo, pontas ou placas em anômalodesmatas, gastroquenídeos e trigoniídeos10,11,12, agulhas em venerídeos13 ou grânulos em certos mitilídeos14 que se projetam acima da válvula superfície como parte de um ornamento de concha. Apesar dessa diversidade, esses crescimentos intraperiostracais têm morfologias relativamente simples, todos parecem ser compostos de aragonita e iniciam-se na camada translúcida mais interna do perióstraco10,11,12. Considerando que em alguns, por exemplo, os grânulos em mitilídeos14 e agulhas em venerídeos13, as mineralizações intraperiostracais são totalmente separadas do corpo principal da casca calcificada, na maioria dos casos estudados elas são totalmente contínuas com ele10,11,12.

Este artigo investiga o intrigante caso de microornamento de superfície de duas espécies do propeamussiid Catillopecten, C. malyutinae Kamenev, 2017 e, especialmente, C. natalyae Kamenev, 2017, recentemente descrito por Kamenev15 da planície abissal do noroeste do Pacífico. Os Propeamussidae, coloquialmente conhecidos como vieiras de vidro, vivem frequentemente em profundidades batiais e abissais e, conseqüentemente, apesar do número de táxons, aspectos de sua biologia são pouco conhecidos. Todos têm a capacidade de nadar16 e várias espécies são conhecidas por serem carnívoras17,18,19. Ao contrário da maioria dos membros dos Propeamussiidae, que geralmente têm conchas lisas, as superfícies das válvulas direita e esquerda de C. natalyae e C. malyutinae são cravejadas com elementos minuciosos de formato regular, consistindo de uma haste vertical que se trifurca em três ângulos iguais. ramos (Fig. 1). Daqui em diante, vamos chamá-los de antenas por causa de sua semelhança superficial com antenas de TV ou rádio. Eles parecem representar o auge da sofisticação morfológica em termos de ornamentação de conchas. Na descrição original15, essas estruturas foram referidas como cerdas periostracais. No entanto, essas antenas com sua morfologia geométrica marcada que lembram um 'desenho' cristalográfico e seu padrão de quebra parecem ser mineralizadas. Eles têm uma forma muito mais sofisticada do que qualquer outra estrutura intraperiostracal descrita até agora, ou mesmo qualquer microornamento externo em geral e é intrigante como eles podem atingir formas geométricas tão intrincadas aparentemente longe do contato com o manto.