Sådan forbliver muslinger isfri i en iskold verden

Antarktiske farvande har forhold, hvor genstande og levende væsner kan fryse selv under vand. Dette er et stort problem for sørejser i polarområder. Såkaldt superafkølet vand har en temperatur lige under frysepunktet. På grund af det høje saltindhold har vand i Antarktis et frysepunkt på omkring -1,9 °C, men er omkring 0,05 °C koldere. De mindste forstyrrelser såsom sandkorn eller overflader kan få dette underafkølede vand til at fryse - med nogle gange fatale konsekvenser for væsner, der ikke kan overleve frosset.

Den antarktiske kammusling "Adamussium colbecki" modstår dette, som kemiker Konrad Meister ved. Meister er professor ved University of Alaska og leder en forskningsgruppe i Mischa Bonns afdeling ved Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) i Mainz. Under en ekspedition i Antarktis henledte dykkere hans opmærksomhed på kammuslingen med den effektive isbeskyttelsesmekanisme. "Vores dykkere rapporterede, at de aldrig havde observeret storskala is på overfladen af ​​denne indfødte kammuslingeart," siger Meister.

Det internationale forskerhold, bestående af medlemmer af flere MPI-P-forskningsgrupper samt University of Oregon, har mistanke om, at kammuslingearten under evolutionen udviklede en særlig overfladestruktur, der beskytter den mod isning. Mens kammuslinger i varmere områder har uordnede eller glatte skaloverflader, har den antarktiske art en mikroskopisk, meget regelmæssig struktur.

Mikroskopet afslører små kamme, der løber i et udstrålende mønster på deres skal. Disse kamme sikrer, at vandet fortrinsvis fryser der. Hvis fryseprocessen fortsætter, dannes der et kontinuerligt islag, som kun hviler på højderyggene. På grund af den lave vedhæftning mellem is og skal, kan den mindste undervandsstrøm derfor vaske isen af ​​igen, og kammuslingen fryser ikke.

Udover mikroskopundersøgelser gennemførte forskerholdet også isingseksperimenter med Antarktis og med en kammusling fra varmere egne. It was found that far less force is needed to remove the ice layer on the Antarctic scallop than for the other species.

"It is exciting how evolution has obviously given this scallop an advantage," says Konrad Meister. "New technological applications based on the principle of bionics are conceivable from the knowledge of the ice-free shell. For example, non-icing surfaces could be highly interesting for polar shipping."

The researchers have now published their research in the journal Communications Biology .