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
30-01-2013 Просмотров:11394 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Культурные эволюции бывают не только у людей, но и у птиц. Зоологи из Гвельфского университета (Канада) обнаружили, что саванные овсянки Passerculus sandwichiensis на протяжении поколений меняют свои песни и передают...
16-11-2010 Просмотров:16717 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Согласно гипотезе российских ученых, бактерия чумы появилась из псевдотуберкулеза в позднем плейстоцене в Ценнтральной Азии. Видообразованию помогло похолодание. И оригинальный способ, которым грызуны защищались от холода. Тарбаган (монгольский сурок) В...
24-09-2012 Просмотров:9549 Словарь Антоненко Андрей
Инфраотряд (лат. infraordo) — систематическая группа между подотрядом и надсемейством. Термин применяется очень редко. Источник: СОНАТ
12-12-2010 Просмотров:12388 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Новые исследования указывают на то, что люди жили на побережье Аравийского полуострова, которое сегодня находится под водой, еще 120 000 лет назад. Впрочем, генетических следов они, видимо, не оставили. Джеффри...
27-09-2012 Просмотров:10305 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Зоологам впервые удалось запечатлеть на видео, как работает ловчая катапульта росянки: специальный чувствительный волосок в мгновение ока отправляет неосторожную добычу в самый центр пищеварительного листа растения. Росянка D. glanduligera; указаны а)...
Гигантские рептилии могут вернуться на Землю, если прогнозы ученых относительно глобального потепления станут реальностью. Именно температура окружающей среды, согласно новой гипотезе, приводит к появлению аномально крупных пресмыкающихся. Глобальное потепление может привести…
Разнообразие расцветок даже в пределах одного вида объясняется случайной генетической вариацией и «эстетическими пристрастиями» местных хищников, которым этот «камуфляж» не понравился сильнее других. Ranitomeya imitator, полосатый вариант расцветки (фото A. Stuckert)Ядовитые…
Хотя мы и представляем себе в общих чертах, как работают чувствительные нейроны, многое в этой области остаётся неясным. Известно, что за разные раздражители отвечают особые специализированные клетки, но как именно…
Яркая раскраска знаменитого семейства жуков "Божья коровка" (Coccinellidae) предназначена для отпугивания их естественных врагов, и прежде всего птиц, которые соответствующим образом реагируют на эти предупредительные сигналы о токсичности потенциальной жертвы, считают ученые, опубликовавшие статью…
Древнейшие морские рептилии, прообразы Лох-Несского чудовища, были живородящими существами, выращивавшими потомство внутри утробы уже в начале юрского периода, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Диноцефалозавры"Положение этого вида на древе эволюции говорит о том,…
Палеонтологи нашли в Мексике, неподалеку от места падения астероида-"киллера" динозавров, останки древнего млекопитающего, похожего на современных бобров, которому удалось начать завоевание суши уже через сотни тысяч лет после вымирания рептилий, говорится в статье, опубликованной в Zoological…
Американские палеонтологи откопали в Антарктиде окаменевшие стволы деревьев. Они были частью обширного леса, который произрастал на этом континенте в конце пермского периода. О находке сообщается на официальном сайте Университета Висконсина-Милуоки. В наши…
Ягоды африканского растения Pollia condensata приобретают яркую переливающуюся расцветку благодаря оптическому эффекту, создаваемому слоями целлюлозы в стенках клеток. Ягоды P. condensata (здесь и ниже фото авторов исследования)Pollia condensata привлекает птиц переливающимся…
Адский кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis) — единственный головоногий моллюск, способный жить на глубинах от 500 м до 3 км — в отличие от своих мелководных собратьев, мечет икру не один раз…
Вверх