„Dentes frendentes video“, glasi stih iz poznate pjesme Carmina Burana kojim se opisuju osjećaji labuda dok čeka na pladnju da ga pojedu. Vidim škripajuće zube. Šala je šala, ali nikome ne bi bilo ugodno da pokraj sebe vidi razvaljene ralje lava ili morskoga psa (za početak je i medvjed dovoljan). No takva je priroda, takva je evolucija. Lav i morski pas napadaju naglo, pa je svejedno vidi li im žrtva zube ili ne – od njih zasigurno neće pobjeći. No sasvim je druga priča s ribom iz dubokog mora, dokle sunce ne dopire,  sustavnog imena Aristostomias scintillans koja vabi žrtvu svjetiljkom (bioluminiscentnim organom) ispred glave. Ima tako veliku gubicu da njome može uhvatiti plijen od pola svoje težine, a u njoj velike, nadasve oštre zube. Rub zuba ima radijus zakrivljenosti od samo 2,5 – 5 μm, što je gotovo tri puta manje nego kod zubiju piranhe (14 μm), pa se već može usporediti s radijusom zakrivljenosti oštrice najoštrijih noževa (oko 1 μm). No to nije najveće evolucijsko dostignuće zubatoga čudovišta. Najviše što je zaintrigiralo znanstvenike bilo je opažanje da ta riba iz dubina ima prozirne zube, zube koje njezina žrtva ne može vidjeti.

Ono što bi svatko očekivao kad  pročita kako neka riba ima prozirne zube je da se oni sastoje od nekog naročitog materijala, dotad neviđenog u prirodi. No nije tako. U kemijskom se smislu zubi aristostomijasa malo razlikuju od zubi u našim ustima. Zubna caklina je izgrađena, poput svake druge cakline, poglavito od fluorapatita, Ca₅(PO₄)₃F, skraćeno FAP, a tijelo zuba (dentin) od HAP, tj. od hidroksiapatita,  Ca₅(PO₄)₃(OH), uz kolagen, kao organski (proteinski) dio.  Riblji su zubi bolje mineralizirani od ljudskih, ali ni tu nema velike razlike (80 naspram 75 %). U čemu je onda tajna prozirnosti ribljega zuba?

Tu su tajnu nedavno uspjela riješiti šestorica znanstvenika iz Njemačke i Sjedinjenih Država te rezultate svojih istraživanja objaviti ovog mjeseca u Elsevierovom časopisu Matter pod naslovom „On the nature of the transparent teeth of the deep-sea dragonfish, Aristostomias scintillans“. Neobična se narav zubiju vidi iz izmjerenih optičkih svojstva, kako prozirnosti tako i reflektivnosti. Iako se ne bi moglo reći da se svjetlost uopće ne odražava od ribljih zubiju, činjenica je da je znatno smanjena od maksimalnih 100 %, naime i do 39 % (za crvenu svijetlost). Upravo je mala reflektivnost zubiju ribi najvažnija za prikrivanje, jer ona napada iz mraka, točnije iz slabog osvjetljenja kojeg sama stvara bioluminiscencijom.

Iako je, kako rekoh, zubi ribe izgrađeni od istih tvari (komponenti) kao i naši zubi, ono što im daje jedinstvena svojstva upravo je način na koji su način komponente – FAP, HAP i kolegen – u njemu raspoređene. Zubna se caklina sastoji od kristala FAP veličine samo 5×20 nm, dok HAP oblaže kolangenske niti čineći s njima nanovlakna promjera oko pet nanometara. Sićušnost kristala i vlakana je bitna  jer reflektivnost potječe od Reyleightova raspršenja, a ono opet ovisi o veličini čestice od koje se svjetlost raspršuje (ali i o njihovoj optičkoj gustoći, indeksu loma). Kada su autori rečenoga članka aproksimirali hidrosiapatitna vlakna valjcima koji im odgovaraju i po dimenzijama i po indeksu loma (n = 1,66), dobili su dobro slaganje teorije s eksperimentom. Koeficijent raspršenja svjetlosti složena je funkcija, kvadratnog oblika, i indeksa loma i radijusa vlakna, što se vidi i u priloženom dijagramu izračunanom za nasumično orijentirane valjke duljine 20 nm. Nasumično orijentirana (zapravo zakrivljena) hidroksiapatitna vlakna u zubima aristostomijasa odražavaju svjetlost u svim smjerovima, pa tako smanjuju refleksiju. To je još jedna razlika od drugih životinja u zubima kojih se mineralna vlakna protežu usporedno.

Budući da se malo svjetlosti odražava od ribljih zubi, ostaje više svjetlosti da kroz njih prođe, pa to djelomično objašnjava zašto su zubi aristostomijasa prozirni. No tu valja biti oprezan. Prozirost ne ovisi samo o reflektivnosti nego i o indeksu loma, točnije o razlici indeksa loma predmeta i medija u kojem se on nalazi. (Ako su indeksi bliski ili identični – poput vode i pleksistakla u akvariju i turističkim podmornicama – predmet postaje praktički nevidljiv. Isto vrijedi i za Wellsova nevidljivog čovjeka.) Time se objašnjava pojava da su zubi aristostomijasa „nevidljivi“ samo u morskoj vodi – gdje i trebaju biti: „Dentes frendentes non video.“

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je posljednju, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.