Mucusul este răspândit în întregul regn animal. Viermii tubicoli produc mucus care strălucește. Hagiștii pot produce cantități uriașe de mucus într-o clipă. Și apoi sunt melcii. „Mucusul de melc este fascinant – o adevărată operă de artă naturală”, spune Mariella Gabler, doctorandă în chimie fizică la Institutul Max Planck pentru Coloizi și Interfețe din Germania. „Complexitatea și funcționalitatea sunt hipnotizante.”
Gabler și colegii săi au vrut să afle mai multe despre compoziția mucusului unei specii terestre native din Europa Centrală, numită Cepaea nemoralis, sau melcul cu buza maro. Într-un articol publicat în revista Science, cercetătorii dezvăluie că acești melci ajustează proporțiile relative ale anumitor proteine și ioni pentru a crea cinci tipuri diferite de mucus, fiecare cu propria funcție și proprietăți distinctive.
Înțelegerea modului în care melcii produc diferite tipuri de mucus ar putea fi utilă inginerilor în crearea de noi materiale, explică Gabler, „deoarece acum au un sistem care poate produce materiale diferite pe baza acelorași componente principale”. Ea subliniază numeroase aplicații potențiale, inclusiv dezvoltarea unui mucus care ar putea ajuta la sigilarea unei răni sau la administrarea unui medicament.
Melcul cu buza maro este o minune multicoloră. „Poate avea o mulțime de culori și modele diferite”, spune Gabler. „Culorile cochiliei sunt nuanțe de galben, alb, maro sau roz.”
În primul rând, există un mucus lubrifiant lipicios, dar alunecos, pe care melcii îl folosesc pentru locomoție, permițându-le să adere la o suprafață în timp ce alunecă cu frecare minimă. Ei produc două tipuri de mucus defensiv. „Când se simte stresat sau amenințat, poate produce fie o spumă, de exemplu, pentru a spăla dăunătorii mici, fie un adeziv lipicios pentru a-i imobiliza”, spune Gabler. Există un mucus protector pe care melcii îl folosesc pentru a se sigila în cochilie iarna. Și produc un mucus adeziv care le permite să se agațe de orice, de la lemn la sticlă sau aluminiu.
„Versatilitatea face din acesta un sistem model perfect pentru a înțelege cum poate ajusta aceste diferite tipuri de mucus în funcție de nevoi”, explică Gabler.
Gabler și colegii săi au colectat melcii de care aveau nevoie în zilele ploioase, chiar în afara institutului. I-au hrănit cu castraveți, salată și licheni. Apoi, Gabler i-a determinat pe melci să producă fiecare dintre cele cinci mucusuri. A colectat mucusurile adeziv și protector cu ajutorul unei pensete subțiri. Și a adunat mucusul lubrifiant atunci când melcii îl secretau în timp ce se mișcau într-un bol de sticlă umed. Pentru mucusurile defensive, Gabler a trebuit să păcălească melcii, gâdilându-i „și apoi colectând mucusul cu o spatulă care are o linguriță mică la capăt”, spune ea.
Înarmată cu puțin din fiecare mucus, echipa a analizat probele pentru a determina compoziția. Au descoperit că toate conțin proteine similare, dar concentrațiile acestor proteine variază. În plus, cantități distincte de calciu și alți ioni, împreună cu diferențe în modul în care sunt secretate mucusurile, dau naștere celor cinci varietăți. „Cu cât erau prezente mai mult colagen și calciu”, spune Gabler, „cu atât mucusul devenea mai rigid, mai coeziv și mai lipicios.”
Mucusul protector, de exemplu, conține cristale minuscule de calcit „care induc duritate și fragilitate în material în același timp, făcându-l o barieră mecanică perfectă în timpul hibernării”, spune ea.
„Există aplicații potențiale imense”, spune Kausik Mukhopadhyay, specialist în știința materialelor la Universitatea Centrală din Florida, care nu a fost implicat în studiu. „Ar putea fi cercetarea cancerului, administrarea de medicamente, cosmetice.” El spune că mucusul lubrifiant ar putea fi ajustat pentru utilizarea cu catetere, pentru a le ajuta să alunece mai ușor în corp, cu mai puțină frecare. Mucusul adeziv, adaugă el, ar putea fi dezvoltat pentru a ajuta la închiderea rănilor.
„Natura este întotdeauna mai inteligentă decât noi”, spune Mukhopadhyay. „Suntem poate la 0,1% din ceea ce natura a sintetizat – acolo suntem acum.”
De ce este important:
Acest studiu nu doar că dezvăluie o minune a naturii, ci deschide calea către inovații tehnologice inspirate de biologie. Înțelegerea modului în care melcii își ajustează mucusul poate duce la dezvoltarea de materiale inteligente, capabile să își schimbe proprietățile în funcție de mediu. De la adezivi medicali biodegradabili la lubrifianți pentru dispozitive medicale, aplicațiile sunt nelimitate. Mai mult, această cercetare subliniază cât de puțin știm încă despre soluțiile pe care natura le-a perfecționat de-a lungul a milioane de ani de evoluție. Fiecare descoperire ne aduce cu un pas mai aproape de a imita sau chiar de a depăși aceste sisteme naturale, cu beneficii directe pentru medicină, industrie și viața de zi cu zi.
