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
10-12-2015 Просмотров:6620 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Остатки удивительного морского ящера-мозазавра раскопали палеонтологи на севере Японии. Древний морской хищник обладал бинокулярным зрением и вел ночной образ жизни, уверены ученые. Phosphorosaurus ponpetelegans. Реконструкция: Tatsuya Shinmura Хорошо сохранившийся скелет мозазавра, получившего...
29-11-2016 Просмотров:5638 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи обнаружили в Китае паука, практически неотличимого от засохшего листа. Для пущего сходства паук даже отрастил на своем брюшке подобие стебелька. Паук-кругопряд PoltysО необычном существе словенские ученые из Института биологии в...
16-03-2016 Просмотров:6404 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи откопали в Узбекистане небольшого тираннозавроида, жившего около 90 млн лет назад. Несмотря на скромные размеры, по умственным способностям он не уступал таким гигантам, как знаменитый Tyrannosaurus rex. Находку совместно со...
20-02-2017 Просмотров:5533 Новости Генетики Антоненко Андрей
Российские генетики нашли новое биологическое и математическое объяснение тому, как возникают пятна и полоски на поверхности тела и шкуре животных, и опубликовали его в журнале PLoS One. Форма тела, окраска и другие внешние отличительные признаки животных зачастую возникают из-за...
08-11-2017 Просмотров:2645 Новости Микологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, как паразитическим грибам удается манипулировать поведением муравьев. Оказалось, грибы строят в теле муравья трехмерную сеть из гифов (грибных нитей), но при этом оставляют его мозг нетронутым. Мышечное волокно муравья,...
Необыкновенно сложный анализ костей пещерных львов показал, чтó эти существа ели и почему исчезли. Европейский пещерный лев (иллюстрация Jagroar)Термин «пещерный лев» не вполне корректен. Самые крупные представители семейства кошачьих своего времени…
Колибри запоминают самые «вкусные» цветы по их расположению, а не по внешнему виду Цвет играет важную роль в пищевом поведении самых разных животных, от пчёл и бабочек до собак. Цветное зрение…
Ученые расшифровали геном постельного клопа и нашли у него ряд уникальных адаптаций к эктопаразитизму. Среди них - гены, позволившие клопам выработать устойчивость к большинству современных инсектицидов. Постельный клопОб этом говорится в…
Американские палеонтологи торжественно представили нового родственника знаменитых ти-рексов. Двуногий хищный динозавр Lythronax argestes жил 80 млн лет назад и приходился "дядюшкой" настоящим тираннозаврам. Портрет литронакса Название, выбранное учеными для нового животного, в…
Биологи впервые расшифровали ДНК зеленокровных сцинков – уникальных ящериц с зеленой кровью, ядовитой для всех остальных животных Земли, и выяснили, что подобная необычная черта развивалась у них четыре раза, говорится в статье, опубликованной в журнале Science…
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…
Зоологи из Университета Ренна (Франция) обнаружили, что дельфины могут запоминать звуки и повторять их спустя довольно продолжительное время. Не исключено, что дельфины давно заговорили бы с нами на нашем языке, если…
Палеонтологи нашли на северо-востоке Китая останки двух древних млекопитающих, одно из которых обладало пушистым хвостом и жило на ветках деревьев, а второе — обитало в вырытых им самим норах, что делает их древнейшими "белкой" и "кротом", говорится…
Палеонтологи обнаружили в породах юрского периода необычную паразитическую личинку мухи, строение которой не имеет аналогов среди современных насекомых. Скорее всего, этот паразит нападал на саламандр. Описание находки, подготовленное китайскими палеонтологами из Нанкинского…
Вверх