Piraya er en fisk som er viden kjent for sine sylskarpe tenner. Innsjøer i Amazonas er breddfulle av dem, men en annen type fisk lever også her; den brasilianske arapaimaen.
Pirayaen blir bare mellom 15- 25 centimeter lang. Arapaimaen kan bli over tre meter lang og veie 200 kilo. På tross av størrelsesforskjellen er det pirayaen som har overtaket over arapaimaen i forholdene de lever under i Amazonas.
– Predatorpresset blir veldig stort i slike innsjøer. For pirayaen her er det snakk om et måltid, mens det for arapaimaen er snakk om å overleve, sier Ole Kristian Berg, professor i biologi ved NTNU, til NRK.no.
Hvordan kan arapaima-fisken leve side om side med pirayaen? Svaret er fiskens skjell.
De er designet på en måte som inspirerer amerikanske ingeniører i produksjonen av rustninger, brenselceller, isolasjon og romfartsdesign.
Arapaimaen er en av verdens største ferskvannsfisker. Dens hardføre skjell har relevans innen ingeniørvitenskap.
Foto: George Chernilevsky- Les også:
Gir fisken rustning
Skjellene til arapaimaen består av et ytre lag som er sterkt mineralisert og et indre lag som hjelper skjellene i å motstå bittet til pirayaen, skriver Physorg.
Den utvendige overflaten er dobbelt så hard som det innvendige laget, noe som utstyrer fisken med et lag ugjennomtrengelig rustning. På samme tid gir det innvendige laget styrke til skjellene.
– Denne kombinasjonen ville ingeniører likt å kopiere til bruk i for eksempel rustninger. De trenger å være både tøffe og myke, sier Marc Meyers til Physorg.
Han er nanoingeniør ved Jacobs School of Engineering på University of California, San Diego. Han og noen kollegaer har studert hvordan arapaimaen kan overleve i vann sammen med pirayaen.
– Dette høres kjempespennende ut. Jeg har veldig tro på det disse ingeniørene driver med, forteller Christian Thaulow til NRK.no.
Han er professor i materialer- og produktutvikling på NTNU, og jobber svært mye med å lære av naturen.
– Naturen bruker få byggesteiner. Hemmeligheten er måten den setter sammen elementene på, i dette tilfellet i lag på lag, sier han.
Tennene til en piraya. Fisketypen arapaima overlever disse sylskarpe tennene fordi den har spesielt hardføre skjell.
Foto: University of California- San Diego- Les også:
Kan bli angrepet alene
Forskningsrapporten til de amerikanske ingeniørene er publisert på forskningssiden Advanced Biomaterials og Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
– Det som er spesielt med pirayaen er tannsettet, som svært effektivt river ut kjøttet på andre dyr, og at den kan spise store fisker når den opptrer i stim, forteller Ole Kristian Berg.
Ifølge ham er pirayaen langt mindre farlig når den svømmer alene.
– Da er den ganske harmløs og går ikke til angrep. Den er da utsatt for angrep fra større fisker.
– Når tettheten av pirayaer blir så stor som i disse innsjøene i Amazonas, blir det vanskelig for andre dyr å overleve der, forteller han.
Skjellene til arapaima-fisken plassert over hverandre slik de ville vært i naturen.
Foto: University of California- San Diego- Les også:
Mye å lære av naturen
Meyers mener ingeniører generelt bør hente mer inspirasjon fra naturen i arbeidet sitt.
– Materialene naturen har til disposisjon er ikke veldig sterke, men de blir kombinert på en svært oppfinnsom måte som skaper sterke komponenter og design, sier han.
I tilfellet med pirayaen og arapaimaen har naturen kombinert materialene i arapaimanes skjell slik at fiskene kan leve fredfullt side om side. Ifølge Physorg blir det særlig mye pirayaer i innsjøer i Amazonas i løpet av områdets tørkeperiode.
– Det disse ingeniørene har gjort er akkurat det samme som vi jobber med på mitt institutt, forteller Christian Thaulow.
Han og noen studenter prøver blant annet å forstå hvorfor krabbeklør er så harde som de er. Ifølge Thaulow er klørne bygget opp i akkurat samme prinsipp som arapaimaens skjell.
Innbyggerne i Amazonas bruker noen ganger arapaima-fiskens skjell som neglfiler. De kan bli nesten 10 centimeter lange.
