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
29-10-2014 Просмотров:8163 Новости Цитологии 
Антоненко Андрей
Группа Пабло Иглесиаса (Pablo A. Iglesias), профессора электрической и компьютерной инженерии в университете Джонса Хопкинса (США), разработала систему, которая позволяет визуализировать ответ клеточного центра управления, направляющего клетки туда, куда им...
15-05-2014 Просмотров:7920 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Австралийские палеонтологи нашли череп одного из древнейших представителей кенгуру – Ganguroo bilamina, жившего 23 млн лет назад на северо-востоке Австралии. Кроме того, они серьезно пересмотрели подходы к разнообразию всей этой группы...
23-03-2015 Просмотров:7651 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые построили акустическую модель чмоканья орангутангов. Из нее следует, что «воздушными поцелуями» эти животные устрашают потенциальных врагов. ОрангутангОб этом говорится в статье, опубликованной в журнале The Journal of Experimental Biology. Ее...
27-04-2018 Просмотров:2955 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Китайские ученые обнаружили крупного комара, размах крыльев которого достигает 11,15 сантиметров. Утверждается, что данный экземпляр является крупнейшим в мире среди этого вида насекомых, сообщает в четверг газета South China Morning Post Комар...
18-05-2012 Просмотров:9888 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Чтобы получить наиболее эффектный узор, который отпугивал бы хищников, бабочки геликонии используют сложную эволюционно-генетическую технику обмена генами между видами. Геликонии были открыты в американских тропиках и субтропиках в прошлом веке и...
Энтомологи проследили за эволюционной историей жуков, самой разнообразной группы живых существ на планете. Выяснилось, что жуков так много из-за того, что они не были подвержены вымираниям. Окаменевший жукОб этом говорится в статье американских…
Зоологи из Университета Южной Флориды (США) выяснили, у кого из акул самые мощные челюсти. Повезло акуле-быку, не самому крупному виду среди хищных акул (длина тела — до 3,5 м). Сила…
Предки современных людей возникли в результате контактов нескольких изолированных групп древних людей, живших в разных уголках Африки. Это укрепляет позиции набирающей популярность теории африканских "садов Эдема", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Trends…
Редчайшая находка на одной из калифорнийских ферм помогла палеонтологам восстановить прижизненную окраску колумбийских мамонтов. Сохранившиеся в породе пучки шерсти оказались ярко-рыжего цвета. Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) обитал на…
Зоологи пришли к выводу, что на Борнео живет не один, а четыре трудноразличимых вида толстых лори. Два из них ранее считались подвидами, а один вообще не был известен ученым. ЛориСтатья с…
На первый взгляд Poposaurus gracilis может показаться динозавром. Эта рептилия, жившая 225 млн лет назад, стояла на двух ногах, имела маленькие передние конечности и носила длинный, сужающийся хвост, который позволял…
Ученые с помощью современных молекулярных методов нашли следы древнейших грибов в породах неопротерозойского возраста (715−810 миллионов лет). Это на 250 миллионов лет старше любых других известных окаменелостей грибов. Описание приведено…
Две из четырёх специальных наград Queensland Health выиграл препарат, полученный из яда смертельно опасной морской улитки-конуса. Обезболивающее нового поколения на порядок мощнее всех современных аналогов, включая морфий, – утверждают специалисты…
Российские ученые рассчитывают через несколько лет отправить биоспутник с животными и микроорганизмами за пределы магнитосферы Земли, чтобы изучить воздействие космической радиации на космонавтов во время межпланетной экспедиции, сообщил РИА Новости профессор Евгений Ильин, главный научный сотрудник…
Вверх