Насекомым, у которых огромные прыжки — один из главных способов перемещения, приходится решать серьёзную механическую задачу. Кузнечики, блохи и прочие прыгуны преодолевают в прыжке расстояние, во много раз превышающее длину их тела, а это значит, что их ноги обладают соответствующей силой. И тут чрезвычайно важно, чтобы обе конечности срабатывали абсолютно в унисон. Малейшая рассинхронизация начнёт вращать прыгуна вокруг собственной оси и снесёт в сторону. 

Личинка свинушки рода Issus (здесь и ниже фото Malcom Burrows / University of Cambridge).Одними лишь нервными импульсами тут не обойдёшься, а потому кузнечики и блохи, скажем, полагаются также на особое крепление ног к телу, которое обеспечивает стабилизацию и позволяет прыгать даже с помощью одной ноги. Но кузнечиками и блохами число прыгучих насекомых не исчерпывается, и одно из самых удивительных приспособлений в этой области демонстрируют личинки свинушек, родственников цикад. 

Они прыгают со скоростью почти 4 м/с, которую развивают за 2 мс. Малкольм Берроуз и Грегори Саттон из Кембриджского университета (Великобритания) обнаружили, что для синхронизации работы ног личинки свинушки Issus coleoptratus пользуются... зубчатым сочленением между ногами!

В журнале Science учёные описывают, как устроена эта удивительная зубчатая передача: ноги на конце завершаются утолщениями, которые несут на себе 10–12 зубчиков, каждый размером 15–30 мкм. Зубцы одной ноги входят в пазы между зубцами другой — и получается всем известная передача. 

Движение ног длится всего 30 мс. Работу этого механизма удалось зафиксировать видеокамерой на скорости 5 000 кадров в секунду. По мнению исследователей, такая механическая уловка лучше синхронизирует работу конечностей, чем если бы этим занимались одни только нейроны.

Та самая зубчатая передача, решаюшая проблему синхронизации работы ног.К слову сказать, впервые эти зубчики были обнаружены в 1957 году, но тогда энтомологи просто описали их как факт, сам механизм в действии удалось увидеть только сейчас. Подобное устройство есть не только у вида  Issus coleoptratus: исследователи проверили на предмет зубчатой передачи несколько видов свинушек, и у всех нашли зубчики. То есть, возможно, этим видом механической передачи пользуются все виды семейства.

Но вот что любопытно: у взрослых насекомых такого механизма нет, он утрачивается во время последней линьки, которая отделяет личинку-нимфу от имаго. Взрослые свинушки тоже прыгают, но синхронизация у них достигается простым трением между концами ног. Исследователи связывают это с тем, что, сломайся зубчатая передача у взрослого насекомого, её невозможно будет отремонтировать, а у личинки она может восстановиться после очередной линьки.

И последнее. Насекомые не в первый раз демонстрируют в своей анатомии «человеческие» механические приспособления. Тут нельзя не вспомнить о жуках-долгоносиках, у которых ноги, снабжённые полноценной винтовой резьбой, буквально ввинчиваются в тело. Такое крепление, предположительно, допускает бóльшую свободу движений их конечностей.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Чтобы удержаться на вертикальной поверхности, у птицеедов есть дополнительные паутинные органы на лапках ног, которые включаются в моменты особой неустойчивости.

Чилийский розовый птицеед Grammostola rosea (фото Grazzybear)У героя комиксов Человека-паука паутина эффектно вылетала откуда-то из запястий, но зайди его «паучья мутация» чуть дальше, ему пришлось бы метать спасительные нити не совсем политкорректной частью тела, соответствующей «заднему концу брюшка» у настоящих пауков. Паутинные бородавки находятся у пауков только на заднем конце тела. А по стенам и потолку они бегают, как и насекомые, за счёт множества щетинок, покрывающих лапки и будто «присасывающих» животное к поверхности. И никакой паутины.

Но и тут не без исключений. Учёных давно интересовало, как по вертикальным поверхностям ходят огромные пауки-птицееды. Щетинки на их лапках работают на пределе возможностей, чтобы удержать животное на весу. Но пауки не падают, даже если попробовать стряхнуть их с вертикали, на которую они залезли. Несмотря на свой устрашающий вид, птицееды — довольно хрупкие создания, и очевидно, что у них есть какой-то секрет, защищающий их от катастрофических падений.

Ещё в 2006 году учёные предполагали, что птицееды используют паутину, чтобы увеличивать силу взаимодействия между поверхностью и своими ногами. Но тогда было решено, что пауки и в этом случае пускают в ход паутинные органы на конце тела, вымазывая, так сказать, лапки в собственной паутине. И вот сейчас группа исследователей из Университета Ньюкасла (Великобритания) утверждает, что у птицеедов есть паутинные органы и на лапках ног.

Для эксперимента были отобраны розовые чилийские птицееды: пауков помещали в аквариум, дно которого было устлано тонкими стеклянными пластинками — покровными стёклами для микроскопии. Аквариум с пауками переворачивали вверх дном и слегка трясли. Пауки продолжали висеть вниз головой. После чего стеклянные пластинки собирали и изучали под микроскопом. По словам доктора Клер Ринд, исследователям удалось обнаружить до 30 следов от паутинных нитей в тех местах, где «ступала паучья нога». На пластинках, собранных со дна аквариума, который не ставили вверх дном, следов паутины не обнаружилось — пауки выделяли паутину лишь в состоянии неустойчивости.

Исследователи также изучили — уже под электронным микроскопом — шкурки, которые пауки сбрасывали при линьке. Шкурки принадлежали розовым чилийским, красноколенным мексиканским и индийским птицеедам. У всех трёх видов на сброшенных шкурках в районе лапок были видны конические прядильные трубочки, свидетельствовавшие о наличии в этих местах паутинных органов; трубочки выступали над липкими щетинками, которые есть у всех пауков. Паутина, выделяемая такими ножными органами, вероятно, отличается от «обычной», но это как раз в порядке вещей, многие пауки продуцируют паутину разных видов для разных целей.

Подробно о паутинных органах на ногах птицеедов можно почитать в статье, опубликованной в издании Journal of Experimental Biology.

Обнаружение таких структур у трёх видов птицеедов, не являющихся близкими родственниками, говорит о том, что «паутина на ногах» свойственна, скорее всего, всей этой группе пауков. Птицееды — довольно старое и примитивное семейство; возможно, паутинные железы на лапках — привет из далёкого эволюционного прошлого.

В общем, авторы комиксов наградили своего героя чертой вполне правдоподобной, но с точки зрения эволюции примитивной и устаревшей.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА