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
17-10-2014 Просмотров:8104 Новости Геологии 
Антоненко Андрей
Геологи выяснили, что полная инверсия магнитного поля Земли, когда южный и северный магнитные полюса меняются местами, протекает очень быстро. Эта перемена может произойти на глазах одного поколения. Магнитное поле ЗемлиРезультаты исследования,...
25-02-2011 Просмотров:13829 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи впервые показали, что животные оценивают изменение магнитного поля Земли не только с юга на север, но и с запада на восток. Причем способность эта врожденная. Морская черепахаНавигация морских животных во...
18-05-2018 Просмотров:3095 Новости Зоологии Антоненко Андрей
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...
06-02-2013 Просмотров:15255 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Учёные полагают, что им удалось — впервые! — получить образцы живых организмов из подледникового озера в Антарктиде. Таким дно озера Уилланса увидела спущенная в него видеокамера. (Изображение Alberto Behar, JPL /...
02-12-2013 Просмотров:9217 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Для фотосинтеза в клетках растений, водорослей и цианобактерий существуют огромные белковые комплексы, среди которых есть антенны-фотоуловители, реакционные центры, переносчики электронов и пр. И если говорить, например, о сине-зелёных водорослях (которые,...
Черви планарии известны своими уникальными регенеративными талантами: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова. Считается, что такая способность к самовосстановлению происходит из-за обилия стволовых клеток, которые составляют 20% тела…
Изучение останков животных, живших в Антарктике во времена динозавров, показало, что жизнь на южном полюсе Земли не спасла обитателей морей и суши от практически мгновенного вымирания в результате падения астроида в современной Мексике, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной в журнале Nature…
В Китае обнаружено самое крупное водное насекомое из тех, что существуют в наши дни. Длина крыльев насекомого такова, что они могут закрыть лицо человека, а челюсти по размерам сопоставимы с…
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…
Геологи показали, что в середине мелового периода, когда по Земле разгуливали динозавры, произошло кратковременное похолодание, которое длилось около 6 млн лет и привело к возникновению льдов в Арктике. Об этом говорится…
Некоторые виды птиц делают запасы корма, который прячут в тайниках. Вы наверняка слышали о таком поведении соек. Однако их тайники часто оказываются разграбленными воронами, галками, да и другими сойками. Причём…
Из-за недостатка влаги при засухе у растений происходит закупорка водопроводящих сосудов пузырьками воздуха. Оказалось, что хвойные страдают от этого зимой больше, чем летом, — те же самые пузырьки воздуха забивают…
Инфраотряд (лат. infraordo) — систематическая группа между подотрядом и надсемейством. Термин применяется очень редко. Источник: СОНАТ
Окаменелости экзотических животных, пролежавшие в земле 6 миллионов лет, обнаружены на территории Кочкора в Нарынской области Киргизии, сообщила американская исследовательница Уин Маклафлин. Она отметила, что исследования проводились под руководством директора Института сейсмологии, доктора геолого-минералогических наук…
Вверх