How do oysters make pearls? - Rob Ulrich

Translator: shirin etebar Reviewer: Masoud Motamedifar

While most people wouldn’t consider the crusty exterior of an oyster

درحالی‌که بیشتر مردم پوسته بیرونی صدف را زیبا نمی‌دانند،

to be particularly beautiful,

opening up this craggy case might reveal an exquisite jewel nestled within.

باز کردن این قاب سنگی، ممکن است جواهری نفیس را پنهان شده در خود آشکار کند.

Yet, despite their iridescent colors and smooth shapes,

با این حال، با وجود رنگ‌های رنگین‌کمانی و زوایای صاف،

pearls are actually made of the exact same material

مرواریدها در واقع از همان ماده‌ای ساخته شده‌اند

as the shell that surrounds them.

که در ساختار پوسته‌ی دور آن‌ها است.

Pearls, urchin spines, the shells of mussels, snails and clams, even coral—

مروارید، خارهای خارپشت، پوسته صدف سیاه، حلزون و صدف دوکفه‌ای، حتی مرجان -

all these structures are made out of the same chemical compound:

همه این ساختارها از یک ترکیب شیمیایی ساخته شده‌اند:

calcium carbonate.

کربنات کلسیم.

So, how does this single ingredient form such a vast array of materials?

پس چگونه این ماده واحد چنین مجموعه وسیعی از مواد را تشکیل می‌دهد؟

Calcium carbonate, or CaCO3, is common on land,

کلسیم کربنات یا CaCo3 بر روی زمین به طور معمول یافت می‌شود

and even more bountiful in the sea.

و حتی در دریا شکلی زیباتر دارد.

The Earth’s crust is rich in calcium,

پوسته زمین سرشار از کلسیم است،

and over millennia these deposits have seeped into rivers and oceans.

و در طول هزاران سال این ذخایر به رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها نفوذ کرده‌اند.

This is especially true near hydrothermal vents,

به‌ویژه در کنار دریاچه‌های هیدروترمال این امر قابل مشاهده است،

where hot seawater mingles with calcium rich basalts.

جایی که آب گرم دریا با بازالت‌های غنی از کلسیم مخلوط می‌شود.

Meanwhile, when carbon dioxide in the air interacts with seawater

در این حین، زمانی که کربن دی‌اکسید هوا با آب دریا واکنش می‌دهد،

it eventually produces dissolved carbonate.

کربنات محلول تولید می‌شود.

Every year, the ocean absorbs roughly one third of our carbon dioxide emissions,

هر سال، تقریبا یک‌سوم از انتشارات کربن دی‌اکسید ما جذب اقیانوس شده

adding huge quantities of carbonate into the water.

و مقادیر زیادی کربنات وارد آب می‌شود.

It’s no surprise that sea creatures have made use of these abundant compounds,

جای تعجب نیست که موجودات دریایی از این ترکیبات فراوان استفاده کرده‌اند،

but the way calcium and carbonate are woven together into various shapes

اما تنیده شدن کلسیم و کربنات در اشکال مختلف در یکدیگر

is surprisingly artful.

به طرز شگفت‌انگیزی هنرمندانه است.

Let’s return to the humble oyster.

به صدف فروتنمان توجه کنیم.

Like many aquatic mollusks, oysters start life as exposed larvae,

زندگی صدف‌ها مثل بسیاری از نرم‌تنان آبزی، به صورت لاروهایی نمایان آغاز می‌شود

and quickly get to work building a protective shell.

و آن‌ها به سرعت شروع به ساختنِ یک پوسته محافظ می‌کنند.

First, an organ called the mantle secretes an organic matrix

ابتدا، اندامی به نام گوشته یک ماتریکس آلی متشکل از پروتئین‌ها

of proteins and other molecules to construct a scaffold.

و سایر مولکول‌ها را برای ساخت دیواره ترشح می‌کند.

Then, the oyster filters the seawater,

سپس صدف آب دریا را فیلتر می‌کند

drawing out calcium and carbonate to combine them into its building material.

و با استخراج کلسیم و کربنات آن‌ها را با مواد ساختمانی ترکیب کند.

It lays this material over the scaffold,

جانور این ماده را روی داربست قرار می‌دهد

which is covered in charged proteins that attract and guide

که با پروتئین‌های باردار پوشیده شده است

the calcium carbonate molecules into layers.

که مولکول‌های کربنات کلسیم را به لایه‌ها جذب و هدایت می‌کند.

The specific arrangement of these protein scaffolds depends on the mollusk species

چیدمان ویژه این داربست‌های پروتئینی به گونه‌های نرم‌تنان

and their environment,

و محیط آنها بستگی دارد

accounting for their vast diversity of shell shapes, sizes, and colors.

که علت تنوع گسترده شکل‌ها، اندازه‌ها و رنگ‌های پوسته‌شان است.

Mollusks carefully control all components of their calcium carbonate creations—

نرم‌تنان با دقت تمام اجزای تولید کربنات کلسیم خود را کنترل می‌کنند -

even manipulating CaCO3 at the molecular level.

حتی کربنات کلسیم را در سطح مولکولی دستکاری می‌کنند.

Using special proteins,

با استفاده از پروتئین‌های خاص،

mollusks can produce two crystal structures out of CaCO3:

نرم‌تنان می‌توانند دو ساختار بلوری از کربنات کلسیم تولید کنند:

calcite and aragonite.

کلسیت و آراگونیت.

Both of these compounds have the same chemical composition,

هر دوی این‌ها ترکیب شیمیایی یکسانی دارند،

but different qualities due to the way their crystal lattices are arranged.

اما به دلیل نحوه چیدمان شبکه‌های کریستالی، کیفیت‌های متفاوتی دارند.

Calcite is the more stable of the two and less prone to dissolving over time,

کلسیت پایدارتر از دیگری بوده و در طول زمان کمتر مستعد حل شدن است،

so most mollusk shells have a sturdy outer layer of calcite.

بنابراین اکثر پوسته‌های نرم‌تنان دارای لایه بیرونی محکمی از کلسیت هستند.

As the slightly more soluble molecule,

آراگونیت به عنوان مولکولی با انحلال بیشتر،

aragonite can better adapt to more or less acidic environments.

بهتر می‌تواند با محیط‌های تقریبا اسیدی سازگار شود

So most mollusk shells have an interior layer of aragonite

بنابراین اکثر پوسته‌های نرم‌تنان یک لایه داخلی آراگونیت

to maintain their internal pH level.

برای حفظ سطح پی‌اچ داخلی خود دارند.

But one form of aragonite is stronger and more versatile than the rest:

اما یک شکل از آراگونیت قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر از بقیه است:

nacre.

نِکر(مادر مروارید).

Mollusks make this special material by placing successive layers of aragonite

نرم تنان این ماده خاص را با قرار دادن لایه‌های متوالی آراگونیت

interspersed with proteins.

در هم آمیخته با پروتئین‌ها می‌سازند.

These layers are stacked like hexagonal bricks,

این لایه‌ها مثل آجرهای شش ضلعی روی هم چیده شده‌اند

each surrounded by other organic material that directs their orientation.

و هر کدام توسط مواد آلی دیگر برای جهت‌گیری صحیح احاطه شده‌اند.

The uniform layering and brick-like structure of nacre

لایه‌بندی یکنواخت و ساختار آجری نکر،

is key to its signature iridescence.

کلید رنگین‌تابی مشخص آن است.

The layers are similar in thickness to the wavelength of visible light,

این لایه‌ها از نظر ضخامت مشابه طول موج نور مرئی هستند،

so the light reflecting from its interior surface

بنابراین نور بازتابیده از سطح داخلی آن

interferes with the light reflecting from the outer surface.

با نور منعکس شده از سطح بیرونی تداخل دارد.

When particles of light strike the nacre,

هنگامی که ذرات نور به مروارید برخورد می‌کنند،

they bounce around its multilayered crystalline structure

در اطراف ساختار بلوری چند لایه آن

in a cascade of shifting rainbows.

به طور آبشاری از رنگین‌کمان‌های متحرک منعکس می‌شوند.

But nacre isn’t just pretty—

اما نکر فقط زیبا نیست،

it’s one of the strongest and lightest biomaterials we know of.

بلکه یکی از قوی‌ترین و سبک‌ترین مواد زیستی است که می‌شناسیم.

And it's not just oysters that produce it.

و فقط صدف‎‌ها تولیدکننده آن نیستند.

In fact, numerous mollusk species deploy nacre

در حقیقت، بسیاری از گونه‌های نرم تنان

as one of their primary defense mechanisms.

از آن به عنوان یکی از مکانیسم‌های دفاعی اولیه بهره می‌برند.

If an intruding parasite or even a stray particle of sand irritates the mantle,

اگر یک انگل مزاحم یا حتی یک ذره سرگردان شن گوشته را تحریک کند،

the mollusk will coat the offender in nacre-producing cells

نرم‌تن آن بیگانه را در سلول‌های تولیدکننده نکر می‌پوشاند

to form what’s known as a pearl sac.

تا کیسه مروارید را تشکیل دهد.

These cells wrap the threat in layers of proteins and aragonite

این سلول‌ها تهدید را در لایه‌هایی از پروتئین و آراگونیت می‌پیچانند

until eventually the cocoon completely absorbs the invader—

تا در نهایت پوشش مروارید مهاجم را کاملا جذب کرده

dissolving the threat into an opalescent sphere of nacre.

و تهدید را در یک کره‌ی شیری رنگ از نکر حل کند.

This defense mechanism is our leading theory for mollusks making pearls;

این مکانیسم دفاعی تئوری پیشرو ما برای مرواریدسازی نرم‌تنان است؛

transforming everyday intruders into timeless treasures.

تبدیل مزاحمان روزمره به گنجینه‌های گرانبها.