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
19-02-2019 Просмотров:2854 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Исследователи из Института естествознания Макса Планка (Германия) обнаружили следы молочного белка в налете на зубах древних людей, похороненных в курганах, которые люди соорудили примерно в 1300 году до нашей эры,...
22-12-2012 Просмотров:12973 Новости Генетики Антоненко Андрей
Известно, что РНК, которая получается в результате транскрипции, ещё незрелая, неотредактированная, в ней есть фрагменты, которые будущему белку не нужны. Поэтому РНК проходит обязательную посттранскрипционную правку: из неё вырезаются одни...
01-12-2015 Просмотров:7125 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Влиятельный журнал Acta Paleontologica Polonica опубликовал результаты новых исследований британо-российского коллектива палеонтологов – Роджера Бенсона (Оксфордский университет), Николая Зверькова (Московский государственный университет) и Максима Архангельского (Саратовский государственный технический университет). Группой...
15-11-2016 Просмотров:5719 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Ботаники нашли на острове Борнео группу 90-метровых деревьев. По высоте они уступают лишь североамериканским секвойям. Об этом сообщило издание National Geographic. Самыми высокими деревьями в мире являются калифорнийские секвойи, которые могут...
30-09-2014 Просмотров:7877 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Кругосветная экспедиция исследовательского судна Балтфлота "Адмирал Владимирский" подтвердила существование острова Яя. Он находится в архипелаге Новосибирских островов в Северном Ледовитом океане, сообщили во вторник ИТАР-ТАСС в пресс-службе Западного военного округа...
Российские биологи и почвоведы выяснили, что заброшенные поля покрываются лесом примерно в пять раз быстрее, чем считалось ранее, всего за два десятка лет. Их выводы были представлены в журнале Ecological…
В потёртом сердце южноафриканского кратера Вредефорт таятся любопытные чёрно-зелёные породы. Это всё, что осталось от магматического моря, некогда наполнявшего дыру в земле, утверждают Десмонд Мозер из Западного университета Онтарио (Канада). Десятикилометровый кратер…
Справедливость выделения «флоресского хоббита» в отдельный вид Homo floresiensis вызывает сомнения с тех самых пор, когда были впервые описаны его останки, то есть с 2004 года. Сторонники этой гипотезы указывают…
Широколобка каменная - Paracottus kneri Представители семейства являются коренными обитателями оз. Байкал, впоследствии проникли в Братское водохранилище, а уже оттуда в Ангару. В настоящее время встречаются в нижнем течении Ангары…
Зоологи обнаружили в одной из пещер на территории штата Калифорния необычную многоножку – это беспозвоночное передвигается при помощи 414 ног и обладает 200 ядовитыми железами и четырьмя пенисами, говорится в статье, опубликованной в журнале Zookeys. Открытая многоножка Illacme tobini"Я…
Марсоход Curiosity завершил первый детальный рентгеноструктурный анализ марсианского песка и определил, что тот напоминает вулканогенную почву, которую можно найти в таких местах, как, например, щитовой вулкан Мауна-Кеа на Гавайях. Вид на Рокнест в естественных цветах…
Массовое вымирание, которое уничтожило многие виды в конце триасового периода около 200 млн лет назад, проложило дорогу для господства на Земле динозавров в течение следующих 135 млн лет. Только что…
Материал для данного фильма был отснят в 2013г. Вместе с Зеленоградским альпклубом, мы отправимся в горы, открытые европейскому взору менее ста лет назад. Здесь сочитаются красоты величественных горных пиков, уходящих…
Сотрудники Музея естественной истории в Моррисоне отыскали в предгорьях Скалистых гор цепочки следов молодых зауроподов. Один из отпечатков лап молодого зауропода (фото Morrison Museum of Natural History, Matthew T. Mossbrucker) Возраст…
Вверх