Самая древняя «шестеренка» обнаружена на ногах насекомых

Зубчатая передача, считавшаяся ранее одним из достижений технической мысли человека, употребляется личинками насекомых для синхронизации перемещения конечностей в прыжке.

Кто первенствовализ людей, придумавшим применять зубчатую передачу, неизвестно. Шестеренки употреблялись в Антикитерском механизме около двух тысяч лет тому назад, в ряде работ Леонардо да Винчи употреблялись зубчатые передачи, весьма похожие на современные.
 
Ученые из Кембриджского и Бристольского университетов  — эксперт по перемещениям животных Малкольм Берроуз и инженер Грегори Саттон нашли округлые зубчатые структуры, сильно напоминающие шестеренки, у личинок (нимф) Issus coleoptratus из рода свинушек отряда Полужесткокрылых, обитающих на западе. В отличие от кузнечиков, у этих насекомых ноги находятся не по бокам туловища, а под ним.

При таковой постановке конечностей принципиально важно, дабы перемещения левой и правой ноги были полностью синхронными, по причине того, что в случае если насекомое оттолкнется одной ногой чуть раньше чем второй, то его снесет в сторону. Дабы приспособиться к прыжкам (а нимфы свинушек, имея размеры около 5 мм в длину, одним прыжком преодолевают расстояние в 1 метр), им, по всей видимости, и было нужно пойти по пути «научного прогресса».

НимфаIssus coleoptratus (фото Малкольма Берроуза). Та самая зубчатая передача, придуманная природой задолго до человека (фото Малкольма Берроуза).‹ ›

В случае если сравнивать строение ног насекомых с анатомией нижних конечностей млекопитающих, то функцию тазобедренного сустава делает вертлуг — самый мелкий членик ноги. На внутренней поверхности вертлугов находятся полукруглые образования с зубчатым краем.  Любая такая «шестеренка» имеет 10-12 зубчиков, размер которых не превышает 15–30 мкм.

Зубчики, напоминающие по форме акулий плавник, снабжают плавную работу передачи и не так очень сильно травмируют соприкасающиеся поверхности. В то время, когда нимфа делается взрослой особью, «шестеренки» пропадают. Ученые связывают это с тем, что во взрослом состоянии насекомые не линяют и не смогут заменить изношенные подробности «механизма».

Взрослые свинушки также прыгают, но для синхронизации перемещений конечностей применяют трение между вертлугами обеих ног, предполагают ученые, не смотря на то, что до конца это еще не изучено.
 
Любопытно, что зубчики, о которых идет обращение, были обнаружены и обрисованы еще во второй половине 50-ых годов XX века, но тогда энтомологи не смогли предположить, как насекомые их применяют. Авторы изучения, результаты которого были сравнительно не так давно размещены в издании «Science», применяли особую камеру, снимающую со скоростью 5 тысяч кадров в секунду. Перемещение ног в прыжке, при котором трудятся «шестеренки», продолжается всего лишь 30 миллисекунд.

По словам доктора наук Берроуза, механическая передача передает импульс стремительнее, чем это имела возможность бы делать нервная совокупность. А вдруг одна нога будет опережать другую, случится блокировка совокупности.  Второй соавтор изучения, Грегори Саттон, уже думает о том, как это открытие возможно применять: «Прежде мы думали, что подобные механизмы не смогут быть столь миниатюрными из-за силы трения, но благодаря этим насекомым видим, что выясняется, и это вероятно.

Мы все еще шокированы от того, что нашли столь неповторимую конструкцию у себя в саду».

Создатель: Юлия Смирнова

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

• Современные старики умнее прежних
• От обезьяны к человеку

6 СУЩЕСТВ, ОБНАРУЖЕННЫХ ВНУТРИ ЧЕЛОВЕКА

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Обратная сторона самых громких научных открытий

  Многие современные открытия в мире науки, о которых отправится обращение, вправду грандиозны, но существует и обратная сторона медали, о которой мало кто…

• В жару пауки путаются в ногах

  Стремительнее всего пауки бегают, в то время, когда жарко. Действительно, в один момент у них ухудшается координация перемещений, так что охотиться они…

• Самые яркие примеры естественного отбора

  В то время, когда мы думаем об эволюции, мы в большинстве случаев воображаем себе, как примат преобразовывается в эволюционные изменения и человека,…

• Самый большой источник бактерий в доме – это вы

  Одно только присутствие человека в помещении додаёт в атмосферу 37 миллионов бактерий любой час. По большей части это бактерии, покинутые вторыми…