Το «γάλα» της κατσαρίδας, ένα από τα πιο παράξενα ευρήματα της έρευνας γύρω από τη διατροφή των εντόμων, βρέθηκε ξανά στο επίκεντρο της δημοσιότητας, αυτή τη φορά εξαιτίας μιας σημαντικής επιστημονικής διάκρισης. Η ερευνητική ομάδα που μελέτησε τους πρωτεϊνικούς κρυστάλλους της ζωοτόκου κατσαρίδας Diploptera punctata τιμήθηκε με το Ig Nobel Χημείας 2026, για την ανακάλυψη ότι οι πρωτεΐνες του «γάλακτος» της συγκεκριμένης κατσαρίδας συσκευάζουν περίπου τριπλάσια ποσότητα ενέργειας από τις πρωτεΐνες του αγελαδινού γάλακτος. Η συγκεκριμένη διάκριση αφορά μια επιστημονική εργασία που δημοσιεύθηκε το 2016 και δεν μελέτησε απλώς τη θρεπτική σύσταση μιας έκκρισης, αλλά τον τρόπο με τον οποίο αυτή μετατρέπεται σε κρυσταλλική μορφή μέσα στο σώμα των αναπτυσσόμενων εμβρύων. Η Diploptera punctata είναι το μόνο γνωστό ζωοτόκο είδος κατσαρίδας. Τα έμβρυά της αναπτύσσονται μέσα στο σώμα της μητέρας και τρέφονται από μια θρεπτική έκκριση που παράγεται στον αναπαραγωγικό θύλακο.
Στο Cibum έχετε ήδη διαβάσει για το «γάλα» της κατσαρίδας και τον ιδιαίτερο τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες του μετατρέπονται σε κρυστάλλους μέσα στο πεπτικό σύστημα των εμβρύων, αλλά και για την εξαιρετικά υψηλή ενεργειακή και θρεπτική τους πυκνότητα, με την προηγούμενη κάλυψη να εξετάζει μεταξύ άλλων την περιεκτικότητά τους σε πρωτεΐνες, λιπίδια και σάκχαρα και το κατά πόσο μπορούν να θεωρηθούν πιο θρεπτικά από το αγελαδινό γάλα.
Το «γάλα» δεν μένει υγρό
Αυτό που κάνει τη συγκεκριμένη κατσαρίδα ιδιαίτερη δεν είναι μόνο ότι τρέφει τα έμβρυά της με μια γαλακτώδη έκκριση, αλλά κυρίως ο τρόπος με τον οποίο τα έμβρυα αξιοποιούν αυτή την τροφή. Μετά την κατανάλωσή της, οι πρωτεΐνες του υγρού κρυσταλλώνονται μέσα στο μέσο έντερο των εμβρύων και σχηματίζουν μικροσκοπικούς κρυστάλλους, οι οποίοι λειτουργούν ως συμπυκνωμένη αποθήκη θρεπτικών συστατικών. Οι ερευνητές απομόνωσαν τους κρυστάλλους από το πεπτικό σύστημα των εμβρύων και προσδιόρισαν τη δομή τους με κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, σε ανάλυση που έφτασε τα 1,2 Å. Η μελέτη αποκάλυψε ότι οι κρύσταλλοι δεν αποτελούνται από μία απλή και ομοιογενή πρωτεΐνη. Περιέχουν πρωτεΐνες με διαφορετική αλληλουχία αμινοξέων, υδατανθρακικά τμήματα και δεσμευμένα λιπίδια, τα οποία οργανώνονται σε μια ιδιαίτερα πυκνή κρυσταλλική δομή. Οι πρωτεΐνες αυτές, γνωστές ως Lili-Mip, ανήκουν στην οικογένεια των λιποκαλινών και μπορούν να δεσμεύουν λιπίδια. Η οργάνωσή τους μέσα στον κρύσταλλο επιτρέπει στο έμβρυο να αποθηκεύει σε πολύ μικρό χώρο ένα πλήρες μείγμα θρεπτικών συστατικών, το οποίο περιλαμβάνει πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λιπίδια. Η διαδικασία αυτή αποτελεί ουσιαστικά έναν φυσικό μηχανισμό αποθήκευσης τροφής που έχει εξελιχθεί ειδικά για τις ανάγκες των αναπτυσσόμενων εμβρύων.
Η εντυπωσιακή ενεργειακή πυκνότητα
Το εύρημα που έκανε τη συγκεκριμένη έρευνα ιδιαίτερα γνωστή αφορά την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να αποθηκευτεί σε έναν μόνο κρύσταλλο. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ένας κρύσταλλος Lili-Mip περιέχει περίπου 3,7 × 10⁻⁵ joule και ότι η ενέργειά του είναι περισσότερη από τριπλάσια σε σχέση με την αντίστοιχη μάζα γάλακτος θηλαστικών. Η ίδια η επίσημη ανακοίνωση των Ig Nobel το αποδίδει ως περίπου τριπλάσια ενεργειακή πυκνότητα των πρωτεϊνών του «γάλακτος» της ζωοτόκου κατσαρίδας σε σύγκριση με τις πρωτεΐνες του αγελαδινού γάλακτος. Η διαπίστωση αυτή, ωστόσο, δεν σημαίνει ότι ένα ποτήρι «γάλα κατσαρίδας» έχει τρεις φορές περισσότερες θερμίδες από ένα ποτήρι αγελαδινό γάλα. Η σύγκριση αφορά την ενεργειακή πυκνότητα των πρωτεϊνικών κρυστάλλων και γίνεται στο πλαίσιο της βιολογικής λειτουργίας τους. Οι κρύσταλλοι αποτελούν μια εξαιρετικά συμπυκνωμένη μορφή τροφής για τα έμβρυα της συγκεκριμένης κατσαρίδας και όχι ένα προϊόν που προορίζεται για ανθρώπινη διατροφή. Η υψηλή αυτή ενεργειακή πυκνότητα έχει ιδιαίτερη σημασία για ένα είδος του οποίου τα μικρά αναπτύσσονται μέσα στο σώμα της μητέρας. Τα έμβρυα χρειάζονται συνεχή παροχή ενέργειας για την ανάπτυξή τους και η κρυσταλλική μορφή επιτρέπει την αποθήκευση μεγάλου φορτίου θρεπτικών συστατικών σε περιορισμένο χώρο. Σύμφωνα με την αρχική μελέτη, η ποσότητα πρωτεΐνης στα έμβρυα αυξάνεται περίπου 600 φορές από την έναρξη του σχηματισμού του λεκιθικού υλικού μέχρι τη γέννησή τους, με σημαντικό μέρος αυτής της πρωτεΐνης να προέρχεται από την έκκριση της μητέρας.
Γιατί η έρευνα ενδιαφέρει τους επιστήμονες
Η επιστημονική αξία της εργασίας βρίσκεται επομένως περισσότερο στη δομή και τη λειτουργία των κρυστάλλων παρά στην ίδια την ιδέα του «γάλακτος κατσαρίδας». Οι ερευνητές κατάφεραν να προσδιορίσουν σε ατομική ανάλυση έναν φυσικά σχηματισμένο πρωτεϊνικό κρύσταλλο που δημιουργείται μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό και να καταγράψουν μια ασυνήθιστη συνύπαρξη πρωτεϊνών, σακχάρων και λιπιδίων στην ίδια κρυσταλλική δομή. Η μελέτη ήταν επίσης ιδιαίτερη από πλευράς κρυσταλλογραφίας, καθώς οι πρωτεΐνες που σχηματίζουν τους κρυστάλλους παρουσιάζουν σημαντική ετερογένεια. Παρά τις διαφορές στην αλληλουχία τους, στη γλυκοζυλίωση και στα λιπίδια που δεσμεύουν, καταφέρνουν να οργανώνονται σε μια σταθερή δομή που μπορεί να αναλυθεί με ακτίνες Χ. Η ίδια η ερευνητική εργασία χαρακτηρίζει το εύρημα ως μοναδικό παράδειγμα φυσικά αναπτυσσόμενου κρυστάλλου με τέτοιο βαθμό ετερογένειας και ταυτόχρονα ατομική ανάλυση.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό IUCrJ.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
- Αλτσχάιμερ: Έλληνες ερευνητές ανέπτυξαν μόριο που αποκατέστησε τη μνήμη σε ζώα
- Νερό ή αναψυκτικά χωρίς ζάχαρη; Τι έδειξε η διετής σύγκριση για την απώλεια βάρους
- Βιταμίνη C: Το απρόσμενο εύρημα σε ασθενείς που κινδύνευαν να εμφανίσουν καρκίνο του αίματος
- Αυτό είναι το τσάι που προστατεύει δόντια και ούλα
