Клешни раков-богомолов, животных с самым быстрым и сильным ударом на Земле, не разрушаются во время удара по раковинам моллюсков и другим предметам благодаря особым природным "боксерским перчаткам", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials.
Рак-богомол (Odontodactylus scyllarus)"Мы предполагаем, что особый волокнистый регион в "молоте" этих ракообразных существ играет ту же самую роль, что бинты для рук и мягкие перчатки у боксеров – благодаря им их конечность может сжиматься, что препятствует появлению в ней трещин. Трехслойная структура этих клешней превращает их в дубину невероятной силы и прочности, необыкновенно стойкой к повреждениям", — рассказывает Дэйвид Кисейлус (David Kisailus) из университета штата Калифорния в городе Риверсайд (США).
Крупные морские ракообразные Odontodactylus scyllarus, или раки-богомолы, украшают подводный мир необычным окрасом и формой тела. Вторая пара ног у этого существа спрятана под туловищем, что делает его похожим на богомола. Эти животные известны своим горячим нравом среди любителей-аквариумистов, которые часто называют их "раками-террористами".
В природе и в аквариуме Odontodactylus scyllarus редко упускают возможность поживиться любой добычей, нападая на улиток, мелкую рыбу и своих родственников ракообразных.
Кисейлус и его коллеги уже несколько лет изучают структуру основного оружия "раков-террористов", его мощных передних ног. Пять лет назад они обнаружили, что эти конечности представляют собой биологический аналог молотка из композитного материала, состоящий из твердой оболочки, относительно мягкой сердцевины, способной поглощать вибрации, и волокнистого слоя неизвестного предназначения.
Как показали их замеры, он может наносить удары с силой, аналогичной пуле, выпущенной из мелкокалиберной охотничьей винтовки. Это открытие поставило ученых перед вопросом – почему конечности раков-богомолов не разрушаются от подобных ударов? Пытаясь найти ответ на этот вопрос, физики детально изучили структуру третьего слоя в надежде понять, какую функцию он исполняет.
Для этого ученые разрезали несколько клешней Odontodactylus scyllarus на тонкие слои, просветили их при помощи электронного микроскопа и использовали полученные фотографии для воссоздания трехмерной модели клешни, учитывающей расположение и структуру всех ее слоев.
Когда ученые детально изучили эту модель, они обнаружили, что третий слой "кулаков" рака имеет необычную структуру – он состоит из чередующихся мягких и твердых нитей хитина, которые обволакивают все остальные части его клешней. Эти нити были встроены в параллельные слои, которые смотрели "лицом" в ту сторону конечности, которой рак наносит удары.
Благодаря такой структуре данный слой работает как своеобразная губка, которая сжимается во время удара и плавно разжимается после него, предотвращая появление трещин в твердом внешнем слое "кулаков" Odontodactylus scyllarus.
Вдобавок, ученые обнаружили еще одну скрытую особенность "кулаков" раков-богомолов, которая заметно повышает их силу и смертоносность. Оказалось, что они имеют оптимальную каплеобразную форму с точки зрения гидродинамики, благодаря чему рак может бить ими со скоростью около 20 метров в секунду.
Более того, когда клешня движется с подобной скоростью в толще воды, она создает мощную ударную волну, которая "добивает" жертву Odontodactylus scyllarus в том случае, если первоначальный удар не убил ее. Как полагают ученые, искусственные аналоги этого "изобретения природы" помогут нам создать более долговечные и мощные инструменты и улучшить свойства спортивной и военной экипировки, смягчающей силу ударов.
По словам ученых, мозг раков-богомолов не сравнивает данные, поступающие с разных рецепторов, а использует их в "сыром" виде.
Рак-богомолПричудливые раки-богомолы и их родичи оказались обладателями крайне необычной формы зрения, почти не требующей вычислительных ресурсов мозга и позволяющей им ориентироваться внутри тропических коралловых рифов, благодаря 12 различным типам фоторецепторов, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Science.
Глаза животных заполнены фоторецепторами, которые преобразуют волны света в нервные импульсы. Эти импульсы поступают в зрительный центр мозга, где они сопоставляются и "складываются" в цветную картинку. Число типов, форма и функции фоторецепторов могут быть разными. Так, человек обладает тремя видами "колбочек", а птицы и рептилии — четырьмя.
Ханне Тоен из университета Квинсленда в Брисбане (Австралия) и ее коллеги обнаружили, что тропические раки-богомолы (Odontodactylus scyllarus) используют эти фоторецепторы не по "назначению". Каждый элемент их глаза, отвечающий за считывание одного "пикселя" изображения, содержит в себе не три, а сразу 12 различных видов колбочек.
Биологи попытались выяснить, какую роль играют "лишние" колбочки в зрении рака. Для этого они приобрели несколько родичей раков-богомолов с аналогичной системой зрения (Haptosquilla trispinosa) и научили их забирать пищу в тот момент, когда над ними загоралась лампочка определенного цвета.
Постепенно меняя ее цвет, ученые пытались понять, помогают ли дополнительные фоторецепторы лучше различать цвета. Оказалось, что цветовая чувствительность раков была чрезвычайно низкой — они различают цвета в 8-25 раз хуже, чем человек. Причиной этого является то, что эволюция решила "сэкономить" на их зрительном центре.
По словам ученых, мозг раков-богомолов не сравнивает данные, поступающие с разных рецепторов, а использует их в "сыром" виде. Это заметно уменьшает число нейронов, необходимых для обработки изображения, и снижает расход энергии на работу центра зрения. Подобный компромисс должен помогать ракам выживать в пестром хаосе коралловых рифов, заключают авторы статьи.
Истчоник: РИА Новости
26-11-2010 Просмотров:12198 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
На территории Египта палеоклиматологи открыли древнее озеро. Оно питалось разливами Нила, но высохло примерно 80 тысяч лет назад, когда климат стал жарким и сухим. Египетская пустыня скрыла озеро возрастом 250 тысяч...
11-12-2010 Просмотров:12350 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Биологи из Нидерландов и Индонезии классифицировали останки неизвестного существа, обнаруженные на острове Флорес. Оказалось, это огромная птица, которая теоретически могла поедать детей доисторических людей. Окаменелые фрагменты костей ног новой птицы позволили...
08-10-2013 Просмотров:8746 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Когда речь заходит о вымерших обитателях Австралии, чаще всего вспоминают мегафауну – гигантских кенгуру, варанов и вомбатов. Однако тщательный анализ множества птичьих костей из пещер Тилаколео позволил ученым по-новому взглянуть...
22-01-2014 Просмотров:9228 Новости Микологии Антоненко Андрей
Эксперимент показал, что антарктические лишайники способны нормально расти в условиях Марса. Они без проблем освоят трещины в марсианских породах. Лишайник Pleopsidium chlorophanumОб этом говорится в статье немецких ученых из Института планетных...
11-10-2012 Просмотров:15243 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Дальневосточная черепаха широко распространена в Азии, где живёт в болотах и заболоченных прудах. Вода в таких водоёмах часто сильно засолена (хотя ей, конечно, далеко до морской), и бόльшую часть времени,...
Грозные гиганты Tyrannosaurus rex поедали собратьев. Это установили Николас Лонгрич (Nicholas Longrich) из Йеля (Yale University) и его коллеги из других университетов США и Канады. Тиранозавр РексОбладавший острым обонянием и мощным…
Испанские учёные из Университета Гранады и Университета Малаги выявили наиболее крупную структурную единицу генома человека. Хромосомы человека под сканирующим электронным микроскопом (иллюстрация Biophoto Associates / Science Photo Library) Ранее самыми большими…
Исследователи обнаружили, что матричная РНК модифицирована ничуть не меньше, чем ДНК, причём модификации касаются важнейших генов, участвующих в развитии самых разных заболеваний, от рака до шизофрении. О том, что химические модификации…
Палеонтологи любят превосходные степени, ведь иначе публику не увлечёшь. Отсюда «самые большие», «самые старые», «самые сильные» и «самые странные» окаменелости. «Хищник X» охотится на плезиозавра. Несмотря на обилие подобных реконструкций, мы…
Палеонтологи раскопали в Португалии кладбище древних амфибий, внешне напоминающих саламандр. Эти существа, жившие на заре эры динозавров, по размерам были сопоставимы с небольшими автомобилями. Об этом говорится в статье шотландских специалистов…
Высокий уровень глюкозы, пища с большим содержанием солей и склонность к жировым отложениям — всё вместе звучит как приговор: такому человеку грозит букет опаснейших болезней, от атеросклероза до диабета. А…
Летучие мыши Панамы научились ловить лягушек-тунгар благодаря ряби, появляющейся на воде при исполнении их "брачных серенад" и не исчезающей даже тогда, когда амфибия замолкает при виде хищницы, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Science. Лягушка-тунгар"Когда лягушка видит…
При ухаживании самец дрозофилы по-особому вибрирует крыльями, что воспринимается самкой как любовная песнь. Любовная серенада понравилась настолько, что! (Фото Gustavo (lu7frb).)Как выяснили австрийские исследователи из Института молекулярных патологий в Вене, самцы…
Около давно изучаемой звезды удалось обнаружить пятую и шестую планеты, и один из двух новоявленных миров по основным характеристикам схож с Землёй, а главное — находится аккурат посередине…
Вверх