Хочу рассказать вам интересную историю про двух нарвалов.
Как-то раз я сидела и вязала недовольных жабок на работе. Для этого нужен был прямо полный набор инструментов для творчества: игольница с иглами, синтепух, коробочка с глазками и несколько моточков пряжи. Ко мне подошла официантка Женя и очень умилилась моей игольнице в виде нарвала.
Я сказала, что могу связать для неё такую же игрушку. Мы выбрали ярко-малиновый цвет, и на следующий рабочий день она уже умилялась готовой игрушке.
Но на этом Женя не успокоилась. У неё есть очень крутая сумка с Меган Фокс, в которой присутствуют красно-бордовые оттенки. Подумав, мы решили, что ей хочется ещё одного нарвала, только в таких же оттенках, чтобы он подходил к сумочке.
Я рассказала про этот заказ Маше, и она решила мне помочь: привезла мне на работу нужную пряжу и фурнитуру для брелка. Так что общими усилиями к концу рабочего дня нарвал был готов, а официантка Женя была очень рада таким новым аксессуарам для своих сумочек.
Я тут немного пропала из-за срочных заказов и личных дел, но теперь готова возобновить посты.
Сегодня расскажу про нарвалов. Этих нарвалов мы вязали на заказ для психологического центра. Каждая из нас изготовила по 2,5 нарвала. Как так вышло? Тело последнего связала Наташа, а рог и плавники делала я, так же я занималась сборкой.
Самое интересное в этих нарвалах — их окрас. Я нашла единственный мультиколор, который мне понравился.
Нарвалы - очень интересные морские млекопитающие ("морские единороги"), про которых известно не очень много. В частности, потому что они любят проводить много времени на большой (до километра!) глубине.
Нарвал возле Земли Франца Иосифа. Фото: пресс-служба ПАО "Газпром нефть", википедия.
Спирально закрученный бивень нарвала - это не рог, а зуб. Зубы вообще у них интересные: они растут непрерывно, и новые слои на зубах постепенно нарастают сверху, как годовые кольца у деревьев.
Если сделать тонкий спил зуба (либо бивня), то можно посмотреть распределение в нем химических элементов.
Вот, например, распределение кальция - казалось бы, ничего особенного, все очень равномерно. Хорошо минерализованный зуб, никакого кариеса :)
Распределение кальция в поперечном срезе зуба нарвала, ширина кадра - около 8 мм
А вот стронций - тут гораздо интереснее:
Распределение стронция в поперечном срезе зуба нарвала.
Цвета тут просто показывают относительную концентрацию, темно-синий - ноль, желтый - максимальная (это так называемая цветовая шкала "Viridis", тема для отдельного поста).
Во-первых, при чем тут стронций? Ведь основной минерал зубов у нарвала такой же, как у человека - гидроксиапатит кальция Са10(РО4)6(ОН)2. Тут кальций, фосфор, кислород и водород - где же там стронций-то?
Ну дело в том, что в природе ничего чистого не бывает, в том числе в кристаллах. Если при формировании (росте кристалла) попадается атом или ион более-менее подходящий по размеру и химическим свойствам - он влезает на подходящее место. Так OH-группа частично заменяется на фтор (что для зубов, особенно эмали, полезно), а на место кальция влезает стронций. Что вообще-то нифига НЕ полезно. Стронций - это сосед кальция снизу по периодической таблице. У него очень похожие химические свойства на кальций, поэтому почти все биологические процессы, если им попадается стронций, используют его вместо кальция. И в зубы его встраивают, и в кости. Особенно это неприятно, если кто-то попал в область заражения радиоактивным изотопом стронция-90: если он попадет в организм, то организм его сразу встраивает в кость, и его оттуда уже никак не вытащить - будешь до конца жизни ходить и облучать сам себя изнутри, что как бы не очень полезно. Но в данном случае мы говорим об очень маленьких концентрациях в любом случае.
Во-вторых, а откуда берутся колебания концентрации стронция? Почему его то больше, то меньше? Дело в том, что нарвалы, как и большинство арктических животных, имеет сезонную миграцию. Летом на север, зимой на юг. При этом у них меняется и диета: в одно время года они едят больше головоногих моллюсков, в другое время года больше криля и рыбы, в которых разное содержание стронция. Вот так и получаются годовые кольца в зубах.
В-третьих: а как эти картинки получают? Мы используем метод рентгеновской флюоресценции.
Когда фотон рентгеновского излучения с достаточно большой энергией ударяет в атом, то он может "выбить" электрон с самого низкого электронного уровня. При этом образуется дыра (электронная вакансия) на самом "выгодном" для любого электрона энергетическом уровне. Разумеется, туда немедленно устремляется ближайщий электрон - кто первый успел, тот и занял. И если электрон перелезает с 2s орбитали на 1s, то у него образуется "лишняя" энергия, от которой надо избавится - и она излучается в виде фотона. А энергия этого фотона у каждого химического элемента строго своя. Она даже немного разная в зависимости от того, откуда именно прилетел на вакантное место на 1s-орбиталь электрон - с 2s орбитали или с 2p, например. Так что если просто бахнуть рентгеновским лучом в образец и специальным детектором посмотреть, как много и какой энергии рентгеновских фотонов из него вылетает, то у нас получается спектр, на котором есть отдельные пики: вот пик кальция, вот пик железа, вот пик стронция, а вот - цинка. И чем больше стронция, тем больше будет его пик. А дальше мы фокусируем наш рентгеновский пучок до примерно 20 микрон, и получаем концентрации химических элементов в этой точке. После чего сдвигаем образец на 20 микрон в сторону, и повторяем - получаем второй пиксель картинки, которую вы видите выше. Картинки выше имеют оригинальный размер 697х462 пикселя, то есть это 322014 отдельных измеренных спектров рентгеновского излучения. Дальше каждый из них анализируется - и вуаля. В принципе этот метод крайне чувствительный, и позволяет измерять даже очень низкие концентрации элементов - вопрос только в том, сколько времени ты готов потратить на измерение одного спектра, чтобы увидеть мааахонький пик.
Анализируя эти карты распределения химических элементов (ну еще и особенностей микрокристаллической структуры, о чем я тут вообще не писал), ученые пытаются что-то узнать и о механизме формирования зубов у нарвалов, и о миграциях этой конкретной особи, и даже о климатических изменениях в Арктике.
Нарвал — животное странное. Его бивень — это буквально проросший наружу клык. Но что ещё интересного в нарвале, так это этимология самого слова. С древнескандинавских языков нарвал буквально переводится как «трупный кит». Получил он своё имя за своеобразный окрас.
От голландского narwal; датского narhval; из языков Old Norse “nár — труп”
