Nie, nie chodzi o zbroje dla miniaturowych żołnierzyków. Chociaż…, jeśli nie będziemy się ograniczać do ludzi, to znajdziemy wiele niewielkich stworzeń, które chronią się pod pancerzami godnymi średniowiecznych rycerzy.
Mali posiadacze zbroi
Weźmy takie skorupiaki. Już sama nazwa wskazuje, że nie należą do mięczaków, choć w pewnym sensie dzielą z nimi wodny ekosystem. Wielbiciele (kulinarni) krabów, krewetek, langust i homarów wiedzą, że dostanie się do ich wnętrza wymaga sporo zachodu i wysiłku. Dalej mamy pajęczaki i owady, zdawać by się mogło, że delikatniejsze w budowie, ale biorąc pod uwagę, że ich pancerzyki mają grubość poniżej milimetra, to trzeba przyznać, że są naprawdę dobrze chronione. Blacha stalowa (a właściwie folia) analogicznej grubości, wcale nie byłaby mocniejsza.
Co łączy skorupiaki, pajęczaki i owady? Taksonomia, czyli nauka o klasyfikacji gatunków organizmów żywych zalicza je do tego samego typu – stawonogów. Mają kilka cech wspólnych, między innymi podział ciała i odnóży na segmenty, szkielet zewnętrzny czy występowanie na pewnym etapie rozwoju formy larwalnej oraz, o czym już mówiliśmy, pancerz.
[Derrick Mercer, Wikimedia Commons]
Cukrowa osłona
Dla nas jest istotne, że pancerze stawonogów są zbudowane ze związków organicznych, a głównie z jednego – z chityny, która, chemicznie rzecz biorąc, jest… cukrem. Jakkolwiek daleko jej do naszego cukru spożywczego, którym słodzimy napoje i wypieki.
Chityna jest wielocukrem, polisacharydem, o analogicznej budowie jak celuloza. Różnica polega na tym, że długie łańcuchy celulozy są zbudowane z ogniw, którymi są cząsteczki glukozy, a w przypadku chityny cząsteczki β-glukozaminy, aminowej pochodnej glukozy. Chityna w czystej postaci jest przezroczysta, twarda, tworząc wytrzymałe błony. Nie rozpuszcza się w wodzie, ani w większości rozpuszczalników organicznych. Aby ją swobodnie przetwarzać i formować trzeba ją rozpuścić, np. w zasadowym roztworze mocznika, albo w bardzo agresywnym heksafluoroacetonie. Ale trudno się dziwić, w końcu przyroda nie mogła wykorzystać na pancerze byle jakiego materiału.
[Dr. Mukick, Wikimedia Commons]
Biokompozyt
W przypadku pancerzyków skorupiaków chityna występuje razem z węglanem wapnia (zwiększającym odporność mechaniczną) i białkami, nadającymi elastyczność. Mamy więc do czynienia z materiałem kompozytowym, łączącym właściwości kilku różnych substancji. Szacuje się, że rocznie wszystkie organizmy żywe produkują co najmniej dziesięć miliardów ton chityny. Pracują na to nie tylko skorupiaki, owady i pajęczaki, ale również… grzyby! Każda komórka grzybów, także naszych poczciwych maślaków, czy pieczarek, ma ścianki zbudowane właśnie z chityny.
Sama chityna nie ma tak wielu zastosowań, jak otrzymywany z niej (poprzez deacetylację) chitozan. To również polimer, jednak w przeciwieństwie do chityny łatwiej ulega rozpuszczeniu w wodzie. Co więcej wykazuje bardzo duże powinowactwo do komórek żywych, więc obecnie coraz częściej jest stosowany jako składnik materiałów opatrunkowych, implantów medycznych i in. Bywa także stosowany jako sorbent zanieczyszczeń, a także jako biopestycyd, chroniący rośliny przed działaniem grzybów.
Jeszcze słówko o nazwie chityny i chitozanu. Wzięło się ono od greckiego χιτών (khitōn), oznaczającego tunikę lub po prostu okrycie wierzchnie. Czyli tytuł dzisiejszego tekstu jest całkiem pasujący. W końcu „pancerzyk” to też okrycie wierzchnie, czyż nie?
Wojciech Smułek