Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Хитин
Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Хитин


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)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).

Крупнокалиберные кулаки

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.

Двойной удар

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.

 


Источник: РИА Новости

 

Опубликовано в Новости Зоологии

Палеонтолог нашел в Канаде великолепно сохранившийся отпечаток "мозга" древнего членистоногого существа, который помог ему понять, когда предки насекомых, пауков и ракообразных обзавелись обособленной головой, защищенной броней из хитина, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Отпечаток тела и мозга Odaraia alataОтпечаток тела и мозга Odaraia alata"Со временем, структура головы еще более усложнилась, и эта окаменелость дала нам первый ответ на вопрос, как членистоногие перешли от жизни в мягком теле к обитанию в прочном панцире. Это открытие дает нам возможность лучше понять то, как возникла и формировалась группа животных, претендующая на звание самой процветающей категории живых существ сегодня", — заявил Хавьер Ортега-Эрнандес (Javier Ortega-Hernandez) из Кембриджского университета (Великобритания).

Ортега-Эрнандес изучал окаменелости первых членистоногих существ Земли, населявших ее океаны во времена "кембрийского взрыва, найденные в знаменитых сланцах Берджесс в провинции Альберта на западе Канады. Благодаря уникальным условиям захоронения, здесь часто находят не только отпечатки панцирей беспозвоночных, но и их глаз и прочих мягких частей тела.

Отпечаток тела и мозга Helmetia expansaОтпечаток тела и мозга Helmetia expansaКак объясняет ученый, сегодня палеонтологи считают, что первые членистоногие животные были мало в чем похожи на всем знакомым сегодня тараканов, пауков, раков или мух. Они не обладали прочным внешним скелетом и по своему облику были больше похожи на червей, чем на современных насекомых, пауко- и ракообразных.

Останки этих существ практически не сохранились, из-за чего ученые активно спорят о том, как они превратились в "бронированных" членистоногих более позднего периода, таких как трилобитов или "королей кембрия", двухметровых хищных креветок аномалокарисов.

Изучая коллекции из запасников музея Торонто, собранные в сланцах Берджесс, Ортега-Эрнандес натолкнулся на удивительные отпечатки двух необычных членистоногих — Helmetia expansa и Odaraia alata, в которых сохранились следы мозга этих обитателей древних морей. Первое существо можно назвать мягкотелым аналогом трилобитов, а второе было похоже по своей форме на мини-подводную лодку.

Мозг и глаза этих необычных существ были защищены, как показывают отпечатки, небольшой, но достаточно толстой пластиной из хитина, которая похожа по своей форме на переднюю часть головного сегмента у современных и вымерших членистоногих. О существовании этой пластины ученые знали достаточно давно, но у них не было никаких свидетельств того, какую роль она могла играть.

Теперь, как считает Ортега-Эрнандес, мы можем с уверенностью говорить о том, что она была прообразом и своеобразной "заготовкой" будущей головы членистоногих, покрытой хитиновой броней. Кроме того, это открытие позволяет прочертить линию между примитивными членистоногими и аномалокарисами, чьи головы были защищены похожими пластинами.


Источник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

За прекрасные переливающиеся цвета крыльев бабочек отвечают не пигменты, а особые геометрические образования из клеток крыльев. Впервые энтомологи США изучили их в трёхмерном пространстве и выяснили, что хитин поверхности образует структуру типа гироидной (gyroid).

Обитательница Амазонии –  бабочка вида Parides sesotris –  одна из счастливиц,  исследованных нынешней  группой учёных (фото  Richard Prum/Yale University) Обитательница Амазонии – бабочка вида Parides sesotris – одна из счастливиц, исследованных нынешней группой учёных (фото Richard Prum/Yale University) Учёные рассмотрели чешуйки на крыльях "летающих цветков" при помощи метода рентгеновского малоуглового рассеивания (small angle X-ray scattering). В качестве подопытных насекомых были выбраны пять видов бабочек, принадлежащих к голубянкам и парусникам.

Фотографии поверхности чешуек и моделирование её внутренней  структуры на компьютере  Фотографии поверхности чешуек и моделирование её внутренней структуры на компьютере Гироидная структура отражает свет столь же красиво, как фотонные кристаллы. В своей статье в PNAS авторы исследования утверждают, что, по крайней мере, за зелёный оттенок крыльев отвечали именно такие образования.

Гироид – структуру, бесконечно соединяющуюся и повторяющуюся во всех трёх измерениях, обладающую минимально возможной поверхностью, – в 1970 году впервые описал американский физик Алан Шён (Alan Schoen). Он подыскивал ультралёгкий и ультрапрочный материал для космических аппаратов.

Но до того как до него додумался человек, природа уже создала нечто подобное. Отметим, что ранее учёные тоже рассматривали чешуйки крыльев бабочек, но лишь их двумерные компоненты, оттого выводы были не полны.

Авторы открытия объясняют, что свет попадает в лабиринт отверстий и ходов и преломляется. В зависимости от строения отражается свет какой-то определённой длины волны. А в сумме образуются переливы различных цветов. Возможно, бабочки регулируют параметры такой структуры, вырабатывая в разных областях разные белки.


Источник: MEMBRANA


Опубликовано в Новости Зоологии

Вопреки распространённому мнению, остатки хитин-белкового комплекса (строительного материала из белков и полисахаридов) в изобилии присутствуют в окаменелостях членистоногих эпохи палеозоя.

Модель ракоскорпиона (фото elrina753) Модель ракоскорпиона (фото elrina753) Считалось, что старейшей из дошедших до нас молекулярных сигнатур хитин-белкового комплекса 25 млн лет (кайнозой), а остаткам структурного белка — 80 млн (мезозой). Но вот международная группа учёных во главе с Джорджем Коди из Института Карнеги (США) обнаружила реликты хитин-белкового комплекса в палеозойских окаменелостях членистоногих. Находка может иметь серьёзные последствия для понимания палеонтологической летописи.

Членистоногие, как вы помните, обладают кутикулой. Внешняя часть этого экзоскелета состоит из переплетения волокон хитина, которые встроены в белковую матрицу. Хорошо известно, что хитин и структурный белок легко разлагаются микроорганизмами, поэтому издавна считается, что в окаменелостях среднего возраста (не говоря уже об ископаемых раннего палеозоя и старше) не может быть хитина и структурных белков.

Г-н Коди и коллеги изучали останки кутикул скорпиона, жившего 310 млн лет назад в северной части штата Иллинойс, и ракоскорпиона, обитавшего в канадской провинции Онтарио 417 млн лет назад. С помощью сложных аналитических инструментов, которые отыскались в Центре передовых источников света Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, учёные смогли измерить спектры поглощения низкоэнергетических рентгеновских лучей углеродом, азотом и кислородом в окаменелостях с разрешением около 25 нм. Было показано, что большинство атомов углерода, азота и кислорода в останках получены из хитин-белкового комплекса.

Джордж Коди предполагает, что рудиментарные хитин-белковые комплексы могут играть важную роль в сохранении ископаемых путём предоставления подложки, защищённой от общей деградации покрытием из восковых веществ, которые при жизни предохраняют членистоногих от высыхания.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Ученые нашли в Китае двухметрового пернатого динозавра с крыльями

17-07-2015 Просмотров:4686 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли в Китае двухметрового пернатого динозавра с крыльями

Палеонтологи нашли в Китае останки пернатого и крылатого дромеозавра, родича велоцираптора из знаменитого "Парка Юрского периода", чье обнаружение намекает на то, что главный злодей этой серии фильмов тоже был украшен перьями, говорится в статье, опубликованной...

Крадущаяся птица, притаившийся динозавр. Почему птицы сидят на корточках и…

25-04-2013 Просмотров:6744 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Крадущаяся птица, притаившийся динозавр. Почему птицы сидят на корточках и как это помогает им летать

Если присмотреться внимательнее практически к любой современной птице, можно заметить, что ее бедра расположены практически горизонтально. Почему появилась и как развивалась эта столь необычная для других животных поза, выяснили британские...

Исчезновению динозавров предшествовало еще одно вымирание

09-09-2012 Просмотров:6804 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

65 миллионов лел биосфера пострадала не только от метеорита, но и от вулканов. Ученые из Вашингтонского университета пришли к выводу, что незадолго перед исчезновением динозавров в океане также произошло массовое вымирание,...

Масштаб извержения вулкана определяется в первые десять секунд роста пузырьков…

18-10-2012 Просмотров:9761 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Масштаб извержения вулкана определяется в первые десять секунд роста пузырьков в магме

Извержения вулканов обычно невелики, но порой их сила такова, что под угрозой оказываются целые цивилизации. Один из методов скелетизации, применявшихся для измерения размеров пузырьков и поровых каналов. A) Скелет, сохраняющий топологию,...

День, когда фотосинтез изменил мир

10-12-2012 Просмотров:10083 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

День, когда фотосинтез изменил мир

Миллиарды лет назад маленькая сине-зелёная водоросль расщепила молекулу воды и выпустила яд, результатом действия которого стали смерть и разрушения в огромных масштабах. Речь о фотосинтезе, кислороде и гибели анаэробных жителей...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.