Kako se palica insektov sama drži | 2020

Vsebina:

Anonim

Gekoni, drevesne žabe, pajki in žuželke imajo skupno spretnost - lahko hodijo navzgor in navzgor z lepljivimi blazinicami na nogah. Toda geki imajo "suha" stopala, medtem ko imajo žuželke "mokre" noge.Znanstveniki so domnevali, da obe skupini uporabljata različne mehanizme, da bi stopali trdno pritrjeni na površino, vendar nove raziskave Davida Labonteja in dr. Walterja Federla na Oddelku za zoologijo Univerze v Cambridgeu dokazujejo, da to dejansko ni tako.

"Na splošno se domneva, da mora biti tekočina na njihovih nogah v pomoč pri žuželkah, kot so žuželke, ki se prilepijo na površino s kapilarnimi in viskoznimi silami - na enak način, kot se bo steklo piva držalo steklene mize, če je mokro na dnu, «pojasnjuje Labonte, glavni avtor študije, objavljene leta 2006 Mehka stvar, "vendar naše raziskave kažejo, da se tekočina najverjetneje uporablja za nekaj povsem drugega - lahko pomaga tudi insektom, da se odpnejo z nogami."

Z merjenjem, kolikšna sila je bila potrebna za odstranitev stopala insekta iz steklene plošče z različno hitrostjo in z uporabo teorije mehanike loma, so Labonte in Federle ugotovili, da lahko podatke pojasni le "suh" kontaktni model. Izvedli so tudi primerjavo lepljivosti mokrih in suhih lepilnih blazinic, kar je pokazalo, da je v nasprotju s prejšnjim mnenjem očitno pomanjkanje razlik.

Žuželke in gekoni morajo hoditi navzgor in navzdol, da bi prišli do krajev, kjer se hranijo in pobegnili pred plenilci. Ker gladke površine ne omogočajo oprijema s kremplji, potrebujejo mehke lepilne blazinice na nogah in nogah. To pomeni, da morajo imeti odličen nadzor nad adhezijo - da zagotovijo, da se noge držijo, ko to želijo, lahko pa se tudi zlahka odtrgajo, da jim omogočijo, da hodijo okrog ali pobegnejo pred plenilci.

"Tako mokri kot suhi lepilni blazinici se obnašajo na podoben način kot mehki gumijasti materiali, ker se, ko so pritisnjeni na drugo površino, med obema površinama nahaja veliko območje stika," pravi Labonte. Obe vrsti blazinic se nato zanašata na strižne sile, ki nadzorujejo njihovo lepljivost: žuželke in gekko noge so precej bolj stiki, ko jih potegnemo proti telesu. "Tekočina, ki jo imajo žuželke na svojih lepilnih blazinicah, se zdi, da ne povečuje lepljivosti blazinic s kapilarnimi ali viskoznimi silami, enako pa lahko velja za tekočino na stopalih pajkov in drevesnih žab."

Za kaj pa je ta tekočina?

Labonte in Federle verjamejo, da lahko delujejo kot "sprostitveni sloj", ki pomaga insektom, da se stopala, ko se želita premakniti. "Če pomislimo na komercialna lepila, kot je škotski trak, so pogosto koščki traku ali ostanki, ki jih pustimo, ko ga hitro odstranite. Vendar pa mora biti insektov palica sposoben odtrgati noge, ne da bi porabil veliko energije ali pustil bitov noga je še vedno pritrjena na list, «razlaga Federle.

"Tekočina lahko deluje kot mazivo za lažje odstranjevanje, kar daje insektom večji nadzor nad oprijemljivostjo v zelo kratkih časovnih okvirih."

"Ko so prvi mikroskopi izumili v 17. stoletju, je bila ena prvih stvari, ki so jo raziskovalci gledali, noga muhe. Namen tekočine, ki jo najdete na nogah žuželk, je od takrat ostala zanimivo vprašanje," pravi Labonte.

Toda to ni samo starodavno vprašanje, na katerega ta raziskava pomaga odgovoriti. Raziskovalci pravijo, da se lahko naučijo lekcije za sodobne človeške naprave. "Razumevanje, kako bi lahko imeli oprijem pri nadzoru insektov aplikacije, kjer je potrebna adhezija v dinamičnem kontekstu, na primer pri izdelavi majhnih elektronskih naprav, kjer je potrebno z lahkoto in natančnostjo vzeti in položiti drobne dele," dodaja Federle.

Raziskavo je omogočil Svet za raziskave biotehnologije in bioloških znanosti in znanstveni program Human Frontier.