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
Внимание!!!!
Авторские права на все фильмы принадлежат их правообладателям. Все фильмы размещены с согласием их авторов. Разрешен их домашний просмотр и запрещено коммерческое использование. Для их коммерческого использования необходимо связаться с их правообладателями.
14-12-2020 Просмотров:2410 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Немецкие биологи обнаружили, что когнитивные способности воронов не уступают человекообразным обезьянам, а понимание физического мира у этих птиц складывается очень рано — уже к четвертому месяцу жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале...
16-10-2012 Просмотров:10388 Новости Геологии Антоненко Андрей
12 октября возобновилась программа НАСА Operation IceBridge, и исследователи всего мира устремили свои взоры на шельфовый ледник Пайн-Айленд в Антарктиде, где находится крупный разлом, измеренный в ходе прошлогодней кампании. Безоблачное небо...
30-05-2014 Просмотров:8314 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Энтомологи выяснили, что некоторые паразитические осы заражают своих жертв при помощи миниатюрной цинковой «пилы». Ученые надеются, что их открытие поможет в разработке новых технических устройств для бурения. Apocryta westwoodi grandiРезультаты исследования, проведенного...
09-06-2013 Просмотров:27074 Протисты (лат. Protista) Антоненко Андрей
Царство: Протисты (лат. Protista) Оглавление 1. Общие сведения о протистах 2. Систематика протистов 3. Среда обитания протистов 4. Происхождение протистов 1. Общие сведения о протистах Рис. 1. Различные представители царства протистов, водоросли, простейшие, слизевики и оомицеты.Протисты (от др.-греч. πρώτιστος «самый первый,...
31-12-2010 Просмотров:10429 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Американские биологи наконец-то изучили поведение канадских бобров Castor canadensis в их естественной среде обитания. Castor canadensis Семейство представлено сейчас лишь двумя видами: Castor canadensis и евразийский Castor fiber. Канадский бобр водится также в...
Насекомые могут быть практически столь же умны, как крупные животные. Об этом говорит исследование, проведённое специалистами из Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary, University of London) и Кембриджа (University of…
В первые дни своей жизни зародыш черепахи, еще не имея ног, совершает целое путешествие. Он измеряет температуру в яйце и движется к источнику тепла, показали китайские зоологи. Эмбрион черепахиЭмбрионы черепахи оказались…
Когда вы решите половить рыбку в мутной воде, закройте глаза и положитесь на уши. Именно так поступили дельфины, косатки и прочие зубатые киты: они издают высокочастотный звук, который, отражаясь от окружающей…
Клюв работает у пернатых этаким радиатором: у особей, живущих в жарких областях, он почти вдвое увеличивается в размерах и служит для охлаждения тела — подобно ушам у зайца или вываленному…
Налычевский природный паркДо принятия в 1995 году федерального закона «Об особо охраняемых природных территориях» категории природных парков как особо охранянмых природных территорий (ООПТ) в России не существовало, они были «слиты»…
В сентябре этого года на установленные камеры-ловушки, во Вьетнами было сфотографировано одно из самых редких животных - саола. Фото саолы в неволе"Когда наша команда впервые взглянул на фотографии, мы не могли…
Палеонтологи нашли в Италии останки очень древнего хищного динозавра, своеобразного "прадеда" тираннозавров. Его открытие говорит о неожиданно раннем появлении плотоядных "ящеров ужаса", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале PeerJ. Горгозавр,…
Земля относительно невелика и легка, к тому же расположена достаточно далеко от Солнца, чтобы сохранить на поверхности воду в жидком состоянии. Все эти факторы существенно затрудняют поиск планет, похожих на…
Палеонтологи определили птерозавра с самыми крупными зубами. Coloborhynchus capito (изображение Mark Witton, University of Portsmouth)К тому же Coloborhynchus capito назван крупнейшим из известных зубастых птерозавров: размах крыльев достигал семи метров. «Два первых…
Вверх