Leddyr (insekter og krepsdyr) er kjent for sin harde utvendige tildekking, eller Hudskjelett. Eksoskelettet muliggjør leddbevegelse mens det dekker over mykt vev inne i en leddyrs kropp.
Det viktigste strukturelle materialet i noen eksterne skjeletter er et komplekst karbohydrat kalt kitin.
Hva er kitin?
Kitin er en organisk forbindelse som ble oppdaget av Henri Braconnot, en kjemiker, i 1811. Det får navnet sitt fra det greske ordet chiton, som var ordet for "post" (som i "rustning"). Det er tilstede i eksoskelettdyr som insekter og krepsdyr, men også i sopp cellevegger. Kitin gir en rammestruktur for disse dyrene for å beskytte deres indre organer og muskler.
Kitin er et komplekst karbohydrat, det mest utbredte aminopolysakkaridpolymer i naturen. Det er andre bare å cellulose som mest forekommende polysakkarid på jorden. Dens struktur er ganske lik cellulose, men den har forskjellige glukose monomerenheter.
Det kjemiske navnet på kitin er poly (β- (1-4) -N-acetyl-D-glukosamin. Kitin kan konverteres til derivatet som kalles
Kitin er et gjennomsiktig, fleksibelt materiale, og i noen organismer som krepsdyr kan det kombineres med kalsiumkarbonat for å gjøre det enda sterkere. Kitin kan brytes ned i naturen av bakterie.
Fordelene med kitin for eksoskelettdyr
Kitin sørger for hovedkonstruksjonsmateriale i noen eksterne skjeletter. Dette rammeverket er stivt og dekker bløtvevet under. Det gir også muskler et materiale å trekke.
Det beskyttende skallet av kitin gir eksoskelettdyr en fordel fordi det fungerer som en slags rustning. Eksoskelett er laget av ledd som gir bedre innflytelse for dyr å bevege lemene sine.
Denne bedre innflytelsen gjør dyrene sterkere i forhold til størrelsen enn dyr uten en ytterrammearkitektur av kitin. Kitin kan også finnes i kjønnsorganene til noen organismer, for eksempel snegler.
Ulempene med kitin for eksoskelettdyr
Med økende størrelse ville et kitin eksoskelett bli upraktisk for et dyr, noe som gjør det for tungt å bevege seg rundt. Dette er grunnen til at leddyr har en tendens til å være liten i forhold til store virveldyr.
En annen tydelig ulempe skjer når eksoskelettdyr kaster eller smelter kiteskallet når de vokser. Det kan være så mange som seks molter mellom klekking av en insekt og når det blir voksen.
Når dette skjer, hindres pusten fordi dyrets tracheole fôr kommer ut sammen med eksoskelettet. Dette setter insekter i fare, og situasjonen forverres med økte temperaturer.
Roman bruker for kitin
I tillegg til å være det viktigste strukturelle materialet i noen eksterne skjeletter, har kitin vist seg å være nyttig i mange menneskeskapte materialer. Nanoteknologi har brukt kitin og kitosan til å lage polymerstillas.
Kitin og kitinbaserte forbindelser har også blitt brukt til biomedisinske applikasjoner. Rammestrukturen som kitin og kitosan gir, gjør den uvurderlig for å lage sammensatte stillaser for sårheling og blodpropp. Dette skyldes krystallinske mikrofibriller innenfor kitin som gjør det så stabilt for eksoskelett og celleveggene til sopp.
Kitinbaserte forbindelser brukes også til medikamentlevering, biologiske gjenkjenningsligander for kreftdiagnose, oftalmologi, vaksineadjuvanser og bekjempelse av svulster.
Kitin og kitosan er ikke-giftige, biokompatible, mikrobielle og biologisk nedbrytbare. De har stor strukturell integritet, er svært porøse og kan brytes ned med en forutsigbar hastighet. Løsningsmidler kan trekke kitin fra krepsdyr skall for bruk i andre materialer.
Fremvoksende teknologi
Det nest mest utbredte karbohydratet på jorden gir struktur og funksjon til organismer i den naturlige verden, så vel som moderne teknologi.
Fremtidige fremskritt basert på kitins stabilitet og fleksibilitet bør gi landbruk, bioteknologi, nanomedisin og andre felt med en kraftig komponent for å hjelpe menneskeheten.