Ein Team von Chemikern der McGill University hat in Zusammenarbeit mit einem Kollegen der Charité-Universitätsmedizin in Deutschland einen Teil des Prozesses entdeckt, den Muscheln nutzen, um sich an Felsen festzusetzen und sich schnell zu befreien, wenn die Bedingungen es zulassen.

In ihrem Projekt erwähnt Im Magazin Wissenschaftenuntersuchte die Gruppe die Grenzfläche zwischen Muschelgewebe und dem Fadenbündel, mit dem sich Muscheln an Steinen und anderen Gegenständen festsetzen. Guoqing Pan und Bin Li von der Jiangsu University und der Suzhou University, beide in China, veröffentlichten einen Artikel Perspektivischer Essay In derselben Ausgabe des Magazins wird ausführlich über die Arbeit berichtet, die das Team an diesem neuen Projekt geleistet hat.

Muscheln sind zweischalige Weichtiere, die in Süß- und Salzwasserumgebungen leben. Sie haben Gelenkschalen, die durch ein Band verbunden sind. Muskeln sorgen beim Schließen der Schale für einen dichten Verschluss. Muscheln nutzen Byssusfäden (Bärte), um sich an festen Gegenständen wie Steinen festzuheften.

Die Byssusmuschel wurde aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeit, nichtlebende Materialien (Fäden, die Fäden bilden) an lebendem Gewebe zu befestigen und diese bei Bedarf abzutrennen, ausführlich untersucht. Aber wie Pan und Lee anmerken, dreht sich der Großteil dieser Forschung um mögliche chemische Bindungsmechanismen. Bei diesem neuen Versuch konzentrierte sich das Forschungsteam stattdessen auf die Dynamik der Bioschnittstelle.

Um besser zu verstehen, wie sich Byssus-Fäden mit lebendem Gewebe verbinden und wie sie bei Bedarf entsorgt werden können, verwendete das Forschungsteam verschiedene Techniken, um die Fäden und die Gewebe, mit denen sie verbunden sind, zu untersuchen. Mithilfe verschiedener Bildgebungsarten in Kombination mit Spektroskopie beobachtete das Team, dass die Enden der Filamente mit Schichten lebenden Gewebes verwickelt waren, die von etwa 6 Milliarden beweglichen Flimmerhärchen bedeckt waren.

Sie fanden auch heraus, dass viele Flimmerhärchen zu einem hohen Grad an Oberflächenkontakt führen, wodurch zwei mechanisch unterschiedliche Materialien miteinander verbunden werden können. Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Schwingungen der Flimmerhärchen dazu beitrugen, den Halt zwischen den beiden Materialien zu stärken und bei Bedarf ein schnelles Lösen zu ermöglichen. Sie fanden heraus, dass die Bewegung der Flimmerhärchen durch Neurotransmitter angetrieben wurde, die, so die Hypothese der Forscher, letztendlich durch Serotonin und Dopamin gesteuert werden.