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
29-01-2016 Просмотров:7640 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Почему саблезубые тигры, гигантские ленивцы и мастодонты вымерли, а их современники ягуары, хоть и немного убавили в размере, но все же успешно дожили до наших дней? Ответ на этот вопрос...
01-03-2016 Просмотров:6948 Новости Зоологии Антоненко Андрей
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...
12-12-2014 Просмотров:8347 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Древнейшего из обитавших когда-либо в Америке рогатых динозавров семейства Ceratopsidae описали учёные из Палеонтологического музея Раймонда М. Алфа (Калифорния), по черепу, найденному 17 лет назад учёными из Университета Оклахомы. Статья...
16-08-2017 Просмотров:4660 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Причудливый травоядный динозавр-"франкенштейн" из Чили, одновременно похожий на тираннозавров и велоцирапторов, оказался "потерянным звеном эволюции", связывающим хищных динозавров и их двуногих жертв, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Biology Letters. Чилизавр "Чилизавр является одним из самых необычных...
12-03-2015 Просмотров:7693 Новости Экологии Антоненко Андрей
В морях и океанах Земли обитает 228 тыс. 450 видов различных живых организмов. Недавно открытый в Эквадоре новый вид лягуек К такому выводу пришел международный коллектив ученых, занимающихся составлением так называемого Всемирного...
Одного из ранних представителей панцирных динозавров – анкилозаврид – выкопали китайские фермеры в карьере близ города Линьюань провинции Ляонин. Не смотря на молодость, новый ящер отличался крупными размерами, сообщили местные…
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…
Экологи, генетики и биологи объединились в одном проекте, чтобы повысить в будущем шансы на выживание исчезающих видов: учёные получили стволовые клетки белых носорогов и приматов дрилов. Несмотря на кажущуюся свирепость, дрилы…
Международная группа палеонтологов под руководством Тэйса Ванденбрука (Thijs R. A. Vandenbroucke) из Национального центра научных исследовании Франции (CNRS) пришла к выводу, что причиной самого крупного вымирания видов на нашей планете…
Каково это было, когда метеорит врезался в Землю недалеко от современного полуострова Юкатан? Очевидно, приятного оказалось мало — особенно если учесть, сколько видов смогло пережить катаклизм. Титаническая ударная волна разметала…
В ископаемых соляных кристаллах, заполненных жидкостью, были найдены бактерии, у которых за всё это время не прекратился жизненный цикл. Они… живые!!! Цветные пятна — «корм» древних бактерий, одноклеточные водоросли дуналиелла. (Фото…
«10 ноября ученые отправились в третью экспедицию к воронке, им удалось взять пробы грунта и льда. Она находится в 4 км от газопровода и на значительном расстоянии от газовых месторождений. Деятельность человека никак не могла оказать влияния на образование…
Международная группа геологов обнаружила в древнейших породах Земли возможные намеки на то, что жизнь на нашей планете уже существовала 3,2 миллиарда лет назад и присутствовала в достаточно большом количестве для того, чтобы повлиять на состав минералов, говорится…
Биологи рассказали о паразитическом грибе, который поражает мух, проникая в их нервную систему. Через какое-то время жертвы гриба добровольно отправляются к месту своей гибели и умирают в неестественной позе. Зараженными энтомопатогенным…
Вверх