Wie bildet man biologisches Metallgewebe?

Es gibt zahlreiche populäre Artikel, die behaupten, dass die Wespe Apocrypta Westwoodi Grandi einen mit Zink bestückten Ovipositor besitzt. Einen solchen Artikel finden Sie hier . Ein beeindruckendes Video können Sie sich hier ansehen . Darüber hinaus habe ich festgestellt, dass Informationen über die Gattung spärlich sind.

Meine Frage ist jedoch, wie metallisches Gewebe gebildet werden kann. Der populäre Artikel behauptet, dass tatsächliches Zink nachgewiesen wurde. Es scheint mir unwahrscheinlich, dass diese Kreaturen ständig eine Zinkquelle finden, aus der sie sich ernähren können, um Zink in ihrem Gewebe abzulagern. Trotzdem verstehe ich nicht, wie man dieses Zink dazu bringen kann, sich an einer bestimmten Stelle abzulagern. Der Artikel verdeutlicht:

Mit einem Röntgendetektor und dem Elektronenmikroskop entdeckten sie das Vorhandensein von Zink. Es befand sich nur an den Spitzen der Eiablagen der parasitischen Feigenwespe. Gundiah sagte: „Wir sehen es sehr konsequent nur an der Spitze und nirgendwo sonst.“

Ich bin kein Biologe, aber nach meinem schwachen Verständnis besteht die einzige Alternative darin, dass das sogenannte Zink tatsächlich vom Körper synthetisiert wird, wie es normalerweise ein Protein ist. In der Wespe könnten sicher keine atomaren Reaktionen stattfinden! :-p Sogar Zähne bestehen hauptsächlich aus Ca5(PO4)3 OH, Kalzium ist in vielen unserer Lebensmittel enthalten. Phosphor ist in Fleisch enthalten. Aber Zink? Ich verstehe es absolut nicht!

Mir ist nicht bekannt, dass der Körper de-novo Ionen synthetisiert.
Ich weiß nichts über spurenlose Zinkmengen, aber Eisen ist weit verbreitet, und es gibt eisenverstärktes Gewebe, Dinge wie Biberzähne und schuppige Fußschneckengehäuse, die aus eisenverstärktem Zahnschmelz bzw. Eisensulfid bestehen.
@Ludi Sie wissen es vielleicht nicht, aber Zink ist ein essentielles Mineral für alle Pflanzen und Tiere (nicht sicher bei allen Bakterien), ebenso wie mehrere andere Metallionen.
@BryanKrause genau. Dies war mir nicht bewusst. Jetzt habe ich aufgrund von Gillians Antwort etwas recherchiert. Vorher dachte ich, das sei extrem selten. Peinlich, da ich Physiker war, aber was soll ich sagen...

Antworten (1)

In erster Linie sieht es so aus, als wäre der ursprüngliche Artikel etwas weniger dramatisch:

Parasitoide Ovipositorspitzen haben einen höheren Gehalt an dem Übergangsmetall Zink im Vergleich zu der Kutikula an anderen Stellen des Ovipositors

„Höhere Konzentration“ ist also nicht ganz dasselbe wie „beschickt mit“. Es sieht so aus, als würden sie eher eine höhere Anzahl von Metallionen als reines Metall beschreiben:

Es wird angenommen, dass das Vorhandensein von Übergangsmetallen in der Kutikula und im Unterkiefer von Insekten die Materialhärte erhöht, um das Schneiden durch harte Substrate mit minimalem Verschleiß zu ermöglichen

Es gibt viele Beispiele für Organismen, die anorganische Chemie zur Herstellung von Materialien verwenden. Das übergeordnete Thema heißt Biomineralisation und Sie erwähnen sogar Zähne – das ist Hydroxyapatit (nicht wirklich organische Chemie!).

Allerdings finde ich ein reines Metall wie Zink ungewöhnlich. Es gibt Beispiele wie die Schnecke, die eine Eisen-Pyrit-Panzerung hat , oder sogar die Eisen-Nanokristalle in Ferritin .

Spektakulärere Beispiele sind die Bakterien, die Goldpartikel produzieren

Als Ergebnis wird die Au-Entgiftung durch eine Kombination aus Efflux, Reduktion und möglicherweise Methylierung von Au-Komplexen vermittelt, was zur Bildung von Au(I)-C-Verbindungen und nanopartikulärem Au 0 führt .

Wobei Au 0 reines Gold ist. Ich kenne keine anderen Beispiele für reines Zink in Organismen, aber hier gibt es einen schönen Überblick über die Zinkbiochemie.

Wenn Sie „Synthese“ sagen, nehme ich an, dass Sie „Einzahlung“ meinen.

Ich bin kein Biologe oder Chemiker, daher ist mein (fehlerhaftes?) Verständnis, dass die Wespe Zink essen muss, um es abzulagern. Sonst muss es ja irgendwie produziert werden, was ich mir nicht vorstellen kann. Meine andere Annahme war, dass Substanzen, die auf Kohlenstoff basieren, als organisch bezeichnet werden, mit einigen historisch motivierten Ausnahmen.
@Ludi - Sicher, sie müssen es auf jeden Fall essen, da Organismen nicht dafür bekannt sind, Elemente zu synthetisieren! Sie haben Recht, dass die meisten Verbindungen mit Kohlenstoff „organisch“ sind, aber „Ca5(PO4)3OH“ ist eine Calciumverbindung ohne Kohlenstoff.
@gillean oh gott, was für ein dummer fehler! Wie auch immer, es ist klar, dass wir Kalzium und Phosphor aus einigen Lebensmitteln bekommen können. Aber woher zum Teufel würde eine Wespe Zink bekommen?
@Ludi Die meisten Lebensmittel enthalten kleine Mengen an Elementen, die wir für selten halten - Zink, Molybdän, Jod usw. Es ist tatsächlich ziemlich üblich, Zink in der Biochemie zu finden, da sie in einem "Zinkfinger" verwendet werden, der an bindet DNA - das ist natürlich nur ein einzelnes Atom
Vielleicht schreibst du das in die Antwort, es sei denn, ich bin der einzige Einfaltspinsel, der es nicht weiß;)
@Ludi: Nur um die Dinge klarzustellen: Die Wespe muss nur eine Substanz konsumieren, die Zinkatome enthält, keine tatsächlichen Metallstücke, oder? Das Molekül, das ein Zinkatom enthält, muss sich also überhaupt nicht wie reines oder gar konzentriertes Metall verhalten. Aus dem Wiki-Artikel über Zinkverbindungen : Eine sehr große Anzahl von Metalloenzymen enthält Zink(II). Auch viele Proteine ​​enthalten aus strukturellen Gründen Zink.