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
31-10-2010 Просмотров:11887 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Динозавр, стоявший где-то близ самых корней инфраотряда зауроподов, обнаружен на юге Китая. Ценность находки объяснил палеонтолог Санкар Чаттерджи (Sankar Chatterjee) из Техасского технологического университета. Одно из главных откопанных сокровищ – череп...
01-04-2016 Просмотров:6729 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что главной движущей силой эволюции растительноядных динозавров зауропод была шея. Вслед за ее удлинением изменялись и остальные органы тела. Об этом говорится в статье британских ученых из Ливерпульского университета, опубликованной в...
24-11-2012 Просмотров:10166 Новости Фото/Видео Антоненко Андрей
Журнал BBC Wildlife подвёл итоги ежегодного конкурса среди автоматических фотоаппаратов-ловушек, с помощью которых учёные следят за жизнью дикой природы. В отличие от людей, эти устройства не просят пить-есть, не спят,...
14-09-2013 Просмотров:8546 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Исследователи из Аделаиды попробовали оценить темпы эволюции во времена “кембрийского взрыва”, во времена которого между 540 – 520 миллионов лет назад появилось большинство современных групп животных. На рисунке показан кусок дна...
31-10-2016 Просмотров:5665 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи выяснили, что стрижи буквально не вылезают из воздушного пространства – за исключением двухмесячного периода размножения, всё остальное время они практически никогда не садятся на землю. К такому выводу пришли шведские...
Ученые Делийского университета во время раскопок в Индии обнаружили 256 окаменевших яиц и более 90 мест гнездования титанозавров, возраст которых составляет около 67 млн лет. Об этом сообщила в пятницу газета Hindustan…
О том, что внутри Энцелада находится вода, учёные заговорили после 2005 года, когда тот же «Кассини» впервые запечатлел следы водяного пара и льда, выплёвываемого из отверстий близ южного полюса этой…
Небольшие хищные пернатые динозавры, как обнаружили британские ученые, обладали своеобразной "спецназовской" окраской, помогавшей им скрывать себя от потенциальных жертв и более крупных хищников, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Синозавроптерикс, обладавший защитной окраской"Динозавры кажутся…
В Усть-Майском районе Якутии палеонтологи впервые обнаружили останки древнейших скелетных животных, возраст которых - более 550 млн лет. Это позволяет отодвинуть начало эволюции на Земле еще на 20 млн лет…
Известные «рога» самцов жуков-оленей развились из челюстного аппарата насекомых. Строго говоря, это сильно увеличенные мандибулы, или верхние «челюсти» жуков. Однако рогатые самцы используют их не для того, чтобы есть, а…
Рыбы, эволюционно приспособившиеся к жизни в пещерах, в сравнении со своими ближайшими сородичами на поверхности почти не спят. Учёные предполагают, что эта находка позволит разобраться с причинами различных расстройств сна…
Низкие температуры дня и ночи оказались единственным фактором, определяющем время начала миграций "межконтинентальных" бабочек-монархов из Северной в Южную Америку и обратно, что говорит о крайней уязвимости этих насекомых перед изменением…
Специалисты ботанического сада Kew Gardens обнародовали результаты прочтения ДНК цветка вороньего глаза японского (Paris japonica). В процессе исследования выяснилось, что растение обладает геномом, который в 50 раз длиннее…
Об эволюции мы обычно говорим в прошедшем времени, тем самым как бы подразумевая, что всю свою работу она уже сделала и все нынешние живые организмы будут до конца времён пребывать…
Вверх