Механическая зубчатая передача в живой природе

Учеными из Кембриджа обнаружена биологическая механическая зубчатая коробка передач в живой природе у дельфицидов, мелких насекомых.

Зубчатая передача у дельфицидов
авторы фото: Burrows/Sutton

Оказывается, первую механическую передачу вращательного движения с полноценными зубчатыми колесами придумал вовсе не человек, а природа! Учеными из Кембриджского университета во главе с Малкольмом Берроузом (Malcolm Burrows) и Грегори Саттоном (Gregory Sutton) впервые обнаружена функционирующая биологическая механическая коробка передач для коррекции движения у дельфицидов (Issus coleoptratus). Этих мелких насекомых можно найти в садах и приусадебных участках по всей Европе.

Оно имеет суставы задних ног с зубцами на изгибах, которые вращаются и выполняют роль механической коробки передач для синхронизации ног дельфицида во время совершения прыжка, как это делают кузнечики. Ранее подобные передаточные механизмы считались исключительно рукотворным инженерным механизмом, придуманным человеком. В своем исследовании ученые сочетали анатомический анализ и высокоскоростное видео для изучения естественных движений дельфицида. Результаты этих исследований команда Берроуза и Саттона опубликовала в журнале Science (выпуск №6151).

Зубчатая передача у дельфицидов
авторы фото: Burrows/Sutton

Биологическая механическая коробка передач у дельфицидов 

Зубья шестерней на противостоящих задних ногах насекомого соединяются друг с другом точно так, как те, что в автомобильной коробке передач, а это обеспечивает практически полную синхронность движения обеих ног в течении нескольких микросекунд! Столь точной и быстрой синхронизации невозможно достичь с помощью нервной системы, поскольку нервные импульсы слишком медленные.

Насекомое Дельфицид
авторы фото: Burrows/Sutton
Дельфицид, Issus coleoptratus

Интересно, что механическая зубчатая коробка передач есть на ногах только у «несовершеннолетнего» дельфицида, она исчезает вместе с «линькой» (обновление оболочки) у взрослого насекомого. Ученые полагают, что природа распорядилась именно так по простой причине: если одно или несколько передаточных зубьев повреждаются, то эффективность всего механизма нарушается и насекомое теряет способность к длинным прыжкам. Взрослый дельфицид не сможет их восстановить, поскольку больше не может линять и любое повреждение остается постоянным, а молодое насекомое получит новые зубчатые колеса на ногах после очередной линьки.

Видео:

Источник: University of Cambridge.

Что Вы об этом думаете?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *