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
Внимание!!!!
Авторские права на все фильмы принадлежат их правообладателям. Все фильмы размещены с согласием их авторов. Разрешен их домашний просмотр и запрещено коммерческое использование. Для их коммерческого использования необходимо связаться с их правообладателями.
07-04-2017 Просмотров:5944 Новости Окенологии 
Антоненко Андрей
АмазонкаГруппа ученых из Университета Бразилиа при поддержке коллег из европейских стран установила, что возраст реки Амазонка составляет 9 млн лет - на 8 млн лет больше, чем считалось ранее. Как...
08-03-2011 Просмотров:12271 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Лён, выросший на загрязнённой радиацией почве, по белковому составу почти не отличается от растений с чистой земли. Если не у человека, так хотя бы у растений есть шанс адаптироваться к космическим...
23-12-2020 Просмотров:2391 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Старейшее дерево России растет на острове Ольхон: лиственнице "Страж Ольхона" 777 лет, сообщает пресс-служба ФГБУ "Заповедное Прибайкалье". В пятерку старейших деревьев России вошли два дерева Прибайкальского национального парка. Одно из них возглавило...
10-05-2018 Просмотров:2966 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Японские ученые провели исследование поведения летучих мышей и выяснили, каким образом им удается избегать столкновения друг с другом во время полетов в стае в условиях полной темноты внутри пещеры. Об...
21-07-2012 Просмотров:13023 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Разные участки коры головного мозга активизируются у двух обезьян, выполняющих одно и то же задание, но имеющих разные характеры. Американские ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе проследили активность мозговой коры двух...
Заболевания, связанные с неправильной работой нервов, от эпилепсии до аритмии, имеют одну неприятную особенность: терапия, которая эффективна для одного больного, может оказаться совершенно никчёмной для другого. Нейрон с передающим импульс отростком-аксоном.…
Анализ структуры скорлупы яиц около 30 видов крупных и небольших динозавров показал, что некоторые из них не закапывали свои яйца в теплый песок, как это делают крокодилы, а откладывали их в открытые гнезда и, предположительно, высиживали их, говорится…
Дыхательная система некоторых нелетающих динозавров во многом схожа с дыхательной системой современных птиц, заключили ученые из Великобритании и США. Эта особенность позволяла древним рептилиям эффективнее потреблять кислород из атмосферы и развивать…
Ученые подтвердили обнаружение в Бразилии самого крупного представителя каллиграмматид, вымерших двойников бабочек. По размерам это древнее насекомое было равно столовой тарелке. Об этом говорится в статье Владимира Макаркина из Биолого-почвенного института…
Чтобы увидеть объект в электронный микроскоп, нужно поместить его (объект, не микроскоп) в вакуум. Молекулы газов, составляющие воздух, поглощают поток электронов, направленный на объект, — примерно так же, как грязь…
Учёные пытаются восстановить окраску пернатых динозавров с помощью пигментных образований (меланосом) в окаменевших перьях животных. Подобные исследования привели к появлению новых художественных реконструкций, но группа палеонтологов взяла и усомнилась в…
Изучив два новых вида жуков с острова Новая Каледония, ученые сделали еще одно открытие — в их пищеварительном тракте они нашли новые виды растений. Два новых вида жуков (Arsipoda geographica и…
Каким образом некоторые млекопитающие в результате эволюции приобрели гигантские размеры, и почему другие сохранили средние или мелкие габариты? Любопытную теорию на этот счет предложил эколог Джордан Оки из университета Аризоны. Как…
Биологи выяснили, что образование новых видов может происходить прямо на наших глазах. Об этом свидетельствует пример дьявольских карпозубиков - данный вид рыб, обитающий в Долине смерти, мог образоваться всего несколько…
Вверх