Væsen Med Interlocking Gear På Ben Opdaget

{h1}

Kuglerne på en plantehopperens bagben hjælper med at synkronisere dem under et spring.

Gears er allestedsnærværende i den menneskeskabte verden, fundet i elementer lige fra armbåndsure til bilmotorer, men det ser ud som om naturen opfandt dem først.

En art plantehoppende insekt, Issus coleoptratus, er den første levende væsen kendt for at besidde funktionelle gear, finder en ny undersøgelse. De to sammenlåsende gear på insektets bagben hjælper med at synkronisere benene, når dyret hopper.

"Så vidt jeg ved, er det den første demonstration af fungerende tandhjul i ethvert dyr," siger forsker Malcolm Burrows, en emeritus professor i neurobiologi ved University of Cambridge i Det Forenede Kongerige.

Burrows og en kollega fangede gearets bevægelse ved hjælp af high-speed video. Som den unge bug forbereder sig til at springe, maskerer det tandkuglens tænder med de andre, som at kaste en pistol. Derefter frigiver insektet sine ben i en glat eksplosiv bevægelse. [Se video af Insect Gears in Action]

Hopping i synkronisering

Hvert ben sporter en buet strimmel med 10 til 12 tandhjul, der fastgøres til trochantera på insektens ben. Disse strukturer blev beskrevet i 1957, men ingen havde påvist, at gearene var funktionelle, forklarede Burrows WordsSideKick.com.

En baby plantehopper i slægten Issus. Disse nymfer sport funktionelle gear på deres ben, funktioner, der går tabt, når de går i voksenalderen.

Kredit: Billede med tilladelse til Malcom Burrows

Insektens bagben kan arrangeres på to måder. Benene på græshopper og lopper bevæger sig i separate planer på siderne af deres krop, mens de af mesterhoppende insekter, som planthoppere, bevæger sig under deres krop langs samme plan. Planthoppers ben skal således være tæt forbundet.

"Hvis der skulle være en lille tidsforskel mellem benene, så ville kroppen begynde at rotere," sagde Burrows.

Gearene synkroniserer bevægelsen af ​​bagbenene inden for omkring 30 mikrosekunder af hinanden - meget hurtigere end nervesystemet kunne opnå, ifølge undersøgelsens resultater, der er beskrevet i sept. 13 nummeret af tidsskriftet Science. [De 7 mest fantastiske bug ninja færdigheder]

Nogle gange observerede Burrows at gearene smed forbi hinanden, men da de endelig blev forlovet, blev de to ben synkroniseret.

Burrows gjorde et forsøg med en død plantehopper: Da han trak en af ​​sine ben, forlod begge dem hurtigt. Således kan skeletsystemets mekanik alene synkronisere benene, sagde han.

Gears er til børn

Kuglerne findes kun i umodne planthoppere eller nymfer, og går tabt under den sidste smeltning. Voksne plantehoppere bruger friktion mellem deres ben for at opnå samme effekt som gearene.

Voksne kan grøft deres tandhjul dels fordi tandhjulene kan bryde, hvilket bringer insektets overlevelse i fare, sagde Burrows. Nymfer kaster deres eksoskelet fem eller seks gange før de når voksne størrelse, og de kan rette op på skaden, mens voksne sidder fast i en krop.

Voksne har også større, mere stive legemer, så friktion kan være en mere effektiv måde at synkronisere deres ben på.

"Det er meget spændende at se den ene efter den anden komponent af menneskelig maskinteknik, der bliver opdaget i den levende verden", siger Alexander Riedel, kurator for Statens Naturhistoriske Museum Karlsruhe i Tyskland, der ikke var involveret i forskningen.

Riedel foreslog en anden grund, at de voksne insekter mangler tandhjul kunne være, at i modsætning til nymfer, voksne har vinger, som kunne hjælpe med at styre deres flyvning.

Der er et par andre dyr, der har strukturer, der ligner gear. Cogwheel Turtle, som navnet antyder, har et gear på sin shell, som er rent dekorativt. Nogle reptiler har tandhjulshjulventiler, der øger modstanden mod blodgennemstrømning. Og nogle insekter har gearlignende knapper, der bruges til at producere chirpende lyde. Men ingen af ​​disse strukturer fungerer som et redskab i sig selv.

Burrows kom oprindeligt på tværs af gearbensede insekter i en kollegas have i Tyskland. Han søgte forgæves for dem hjemme i England.

"Så spurgte jeg mit 5-årige barnebarn, hvis han kunne finde dem, og han fandt nogle i haven," sagde Burrows.

Følge efter Tanya Lewis Twitter og Google+. Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: Calling All Cars: The General Kills at Dawn / The Shanghai Jester / Sands of the Desert.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com