Давно известно, что некоторые движения насекомые могут выполнять без мышц — благодаря пружинящим свойствам конечностей. Так, кузнечики и блохи во время прыжка используют потенциальную энергию, запасённую в связках и сухожилиях, и она позволяет им прыгнуть дальше, чем они могли бы за счёт одних лишь мышечных сокращений.
Молодая саранча в прыжке (фото Robert Pickett).Но, как оказалось, безмышечные движения случаются у насекомых не только по особым случаям, когда нужно прыгнуть высоко и далеко, а гораздо чаще. Можно сказать, что любое движение у них происходит в результате совмещения мышечных и немышечных усилий. Об этом на страницах Current Biology пишут исследователи из Лестерского университета (Великобритания).
Ян Эйк и Томас Матисон экспериментировали с саранчой — точнее, с задними ногами саранчи, которыми эти насекомые отталкиваются в прыжке. Мышца-разгибатель, прикреплённая к бедру задней конечности, у саранчи намного больше мышцы-сгибателя — ведь при прыжке ногу нужно именно разогнуть, и чем мощнее будет соответствующая мышца, тем дальше удастся прыгнуть. Кроме того, в связках и экзоскелете согнутой ноги запасается много энергии, которая высвобождается при прыжке.
Когда биологи удалили мышцы ноги, то обнаружили, что она по-прежнему могла сгибаться, хотя и не до такой степени, как с мышцей-сгибателем. После чего было сделано такое предположение: способность к «самосгибанию» нужна для того, чтобы сбалансировать разгибательные силы мышц и сухожилий, работающих на прыжок. Иными словами, чтобы пружина распрямилась, её нужно сжать, и здесь на помощь сгибающей мышце приходит собственная конструкция сустава, обеспечивающая пассивную сгибающую силу.
Исследователи предположили, что таким свойством обладают все конечности с заметным перевесом одной мышцы над другой, то есть те, от которых требуется либо мощное сгибание, либо мощное разгибание. И предположение подтвердилось: у разных насекомых пассивные силы были как бы встроены в структуру конечностей, в которых одна из мышц-антагонистов была сильнее другой. И это касалось не только специализированных конечностей, но и самых обычных, предназначенных для ползания «пешим шагом».
Ещё раз уточним, что речь не о полностью безмышечном движении, однако в любом движении у насекомых есть, скажем так, мышечная и безмышечная составляющие: даже при обычном перемещении ползком в дело вступают силы, обусловленные конструкцией ног и помогающие сбалансировать разные по силе мышцы. Это позволяет точнее рассчитывать движения и при этом экономить энергию, и исследователи надеются, что это ноу-хау насекомых — как и многие другие их изобретения — будут использованы в робототехнике.
Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА
09-12-2016 Просмотров:6250 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Необычные наросты на зубах горгонопсов, "саблезубых" звероящеров, указывают на то, что наши предки и их ближайшие родичи страдали от рака уже как минимум 255 миллионов лет назад, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной в журнале JAMA Oncology. Горгонопсы"До этого...
27-01-2011 Просмотров:11554 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Международная группа климатологов провела всеобъемлющий повторный анализ всех погодных явлений с 1871 года по сей день. Всё учтено могучей базой данных 20th Century Reanalysis Project — от обычных дождей до...
23-09-2010 Просмотров:12004 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Команда учёных, возглавляемая специалистами из института эволюционной антропологии Макса-Планка (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie), исследовала митохондриальные ДНК 17 останков пещерных медведей. Анализ дал неожиданные результаты, биологам даже пришлось пересмотреть...
27-08-2018 Просмотров:3064 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Киты-белухи и нарвалы попали в элитный клуб млекопитающих, чьи самки отказываются от размножения и становятся "бабушками" ради воспитания потомства своих дочерей. Об этом пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports. Белуха"Нам крайне тяжело понять, как возникли...
26-04-2018 Просмотров:3647 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Особенности климата и необходимость добывать пропитание в труднодоступных местах в значительной степени определяют, какие мутации закрепятся в популяции людей и как будет развиваться общество. РИА Новости рассказывает о народах, которые благодаря естественному отбору адаптировались к сложным окружающим...
Материал для данного фильма был отснят в 2011г во время Камчатской экспедиции. В этом фильме мы познакомимся с одним из интереснейших мест камчатского полуострова - Налычевским природным парком. Расположившись в нескольких…
Когда мы смотрим на какой-то объект, то сразу определяем его свойства. Например, видим спортсменку — и понимаем, что перед нами «человек», «женщина» и, допустим, «наконец, просто красавица». Таких категорий может…
Группа чешских и американских биологов под руководством Варена Буса (Warren Booth) изучила генетический материал от 214 клопов из разных популяций и пришла к выводу, что на их примере можно наблюдать…
Четырехкрылые микрорапторы умели крайне эффективно планировать при полете между ветвями деревьев благодаря высокой подъемной силе, вырабатываемой их передними крыльями, что частично отвечает на вопрос, как первые птицы научились летать, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной…
В отличие от нас с вами, глаз северного оленя пропускает свет в ультрафиолетовом диапазоне. И это не грозит ему повреждением сетчатки. Биологи еще не поняли, почему, но уже поняли —…
Вопрос «Какой хищник самый умелый?» уместен в детском мультфильме, где не нужно слишком уж погружаться в тонкости экологической науки, — ведь понятно, что каждый хищник приспособлен для жизни в собственной…
Ученые из Университета Сассекса (США) Виктория Рэтклиф (Victoria F. Ratcliffe) и Дэвид Рэби (David Reby) в результате несложного, но изящного эксперимента выяснили, что у собак в восприятии человеческой речи задействованы оба…
Функция клеток микроглии в мозге хорошо известна: это подразделение иммунной системы, уничтожающее патогены и больные клетки. Но это во взрослом мозге. Между тем микроглиальные клетки есть и у эмбрионов, и…
Биологи выяснили, что электрические угри не парализуют жертву, как считалось ранее. Вместо этого они дистанционно «подключаются» к нервной системе своей добычи и заставляют ее двигаться по собственному усмотрению. Электрический угорьК такому…