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
05-07-2017 Просмотров:5083 Новости Генетики 
Антоненко Андрей
У кого геном больше? Как известно, одни существа имеют более сложное строение, чем другие, а раз все записано в ДНК, то и это тоже должно быть отражено в ее коде. Получается, человек с его развитой речью...
30-05-2013 Просмотров:11319 Новости Зоологии Антоненко Андрей
У морских звёзд, наверное, самый необычный способ терморегуляции: когда им становится слишком жарко, они просто отбрасывают один из своих лучей. Правда, к этому способу они прибегают только в крайних случаях,...
25-06-2013 Просмотров:11348 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Прототипом сказочных единорогов считается вымерший носорог эласмотерий, единственный среди своих родственников обладатель рога, растущего не на конце морды, а прямо посередине лба. Предка этого удивительного зверя раскопали совсем недавно на...
28-01-2015 Просмотров:8335 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Марианская Впадина была открыта в 1875 году британским экипажем судна Челленджер, в честь которого она и получила свое название. Первые измерения ее глубины были произведены ими ручным лотом и дали...
20-11-2013 Просмотров:9003 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В геноме вымершего вида — денисовца — обнаружены необычные кусочки ДНК, которые, по-видимому, достались ему от какой-то другой группы. Денисова пещера (фото РИА Новости / SPL). Возможно, это свидетельство существования совершенно...
Палеонтологи нашли в Китае окаменелости, которые являются древнейшими эмбрионами многоклеточных существ. Ученые разглядели у них зачатки органов бесполого размножения. Эмбрион MegasphaeraОписание находки, сделанной китайскими палеонтологами из Нанкинского института геологии и палеонтологии, опубликовано в…
Нервные клетки общаются друг с другом мгновенными электрическими импульсами, при этом как-то ухитряясь годами удерживать информацию, которую они некогда получили. Считается, что работа нервных клеток сводится не только к мимолётным…
Эон (эонотема)Эра(эратема)Период(система)Эпоха(отдел)Начало,лет назадОсновные события Фанерозой Кайнозой Четвертичный(антропогеновый) Голоцен 11,7 тыс. Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций Плейстоцен 2,588 млн Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека Неогеновый Плиоцен 5,33 млн Миоцен 23,0 млн Палеогеновый Олигоцен 33,9 ± 0,1 млн Появление первых человекообразных обезьян. Эоцен 55,8 ± 0,2 млн Появление первых «современных» млекопитающих. Палеоцен 65,5…
Сотни миллионов лет назад моря кишели трилобитами — твердопанцирными существами, похожими на колючих тараканов. Поскольку экзоскелеты благосклонны к фоссилизации, мы довольно хорошо знаем, как выглядели их тела. А вот внутреннее…
Общепринятая теория гласит: Земля возникла около 4,5 млрд лет назад из околосолнечного газопылевого диска, где сначала образовались маленькие частички, которые, сталкиваясь друг с другом, постепенно выросли, остыли и превратились в…
Им оказался короткомордый медведь из рода арктотериев, проживавший в Южной Америке и вымерший около полумиллиона лет назад. Арктотерий (Arctotherium angustidens) в представлении художника (изображение Carnivora)Авторы работы Леопольдо Сойбельсон (Leopoldo Soibelzon) из…
Чтобы проверить, насколько человек честен с себе подобными, учёные используют специальный психолого-экономический тест, название которого можно перевести как «игра "Ультиматум"» (Ultimatum Game). Суть этой игры в том, что один человек…
Антропологи выяснили, что шимпанзе создают в стволах деревьев странные сооружения из камней. Это поведение не имеет никакого отношения к добыванию пищи и, возможно, является зачатком религиозного культа. Таинственный ритуал шимпанзеОб этом…
На севере Австралии, на плато Арнем-Ленд, найден наскальный рисунок, изображающий двух гениорнисов (genyornis). Эти огромные птицы вымерли, по мнению биологов, ещё 40 тысяч лет назад. Специально для "опознания" гениорниса был приглашён…
Вверх