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
10-12-2012 Просмотров:11107 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Связка недавних генетических исследований показала, что современный человек занимался сексом с неандертальцами тысячи лет назад, когда две группы бродили по планете плечом к плечу. Однако кости, оставленные этими видами, не...
15-04-2015 Просмотров:8165 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Планетологи выяснили, что в ночные часы на Красной планете становится влажно - по верхнему слою марсианского грунта начинает циркулировать жидкая вода. Об этом говорится в статье специалистов из космического агентства NASA,...
01-07-2015 Просмотров:7429 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи откопали в Китае древнейших мягкотелых шипастых организмов. Они являются родичами знаменитой галлюцигении и современных бархатных червей. Collinsium ciliosumОписание находки, подготовленное китайскими учеными из Юньнаньского университета, опубликовано в журнале Proceedings of the National...
01-12-2017 Просмотров:3330 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые нашли на северо-востоке Китая гигантское кладбище яиц птерозавров, которое впервые позволило им узнать, что детеныши летающих гигантов мезозоя рождались абсолютно беспомощными, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Это открытие окончательно подтвердило то,...
15-06-2013 Просмотров:14252 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Находки окаменевшей мускулатуры считаются в палеонтологии уникальным, из ряда вон выходящим событием. Образец девонской рыбы с сохранившимися мышцами живота, обычно встречающимися лишь у наземных тетрапод, оказался удивительным вдвойне. Панцирная рыба Неожиданная находка...
Семьдесят пять лет назад в зоопарке на острове Тасмания умер последний на Земле сумчатый волк. История взаимоотношений людей и этих животных весьма печальна — в течение многих лет последних обвиняли…
Генетики реконструировали маршрут расселения огненного муравья, первого насекомого, которое расселилось по всему свету благодаря деятельности человека. Выяснилось, что ключевую роль в его распространении сыграли испанские торговцы. Огненный муравейОб этом говорится в статье американских ученых…
Денисовцы и неандертальцы происходят от одной небольшой группы древних людей, покинувших Африку примерно 740 тысяч лет назад и быстро разделившихся на множество мелких племен, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. "Наша идея противоречит общепринятым представлениям об эволюции…
Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир…
Определён самый близкий к поверхности Земли магматический бассейн — крупный вулканический очаг на Гавайских островах, расположенный на глубине всего 3–4 км. Вулкан Килауэа (фото Photolibrary) Гавайцам, впрочем, беспокоиться не стоит: твёрдая…
Австралийская кубомедуза Chironex fleckeri — одно из самых ядовитых существ на Земле. Она обитает в прибрежных водах Австралии, Индонезии и Вьетнама, где несёт смерть всему живому. Медуза Chironex fleckeri (фото Ron…
Экологи, генетики и биологи объединились в одном проекте, чтобы повысить в будущем шансы на выживание исчезающих видов: учёные получили стволовые клетки белых носорогов и приматов дрилов. Несмотря на кажущуюся свирепость, дрилы…
Сумасшедшие муравьи (Paratrechina longicornis) спариваются с братьями и сёстрами без инбридинга. Оказывается, такое тоже бывает... Paratrechina longicornis не обращают внимания на дурацкие прозвища, данные людьми. (Фото nusaphoto.) Эта способность, вероятно,…
Считается, что хлоропласты — фотосинтетические органеллы растений и водорослей — возникли в результате симбиоза: когда-то давным-давно нефотосинтезирующие клетки предоставили внутри себя убежище фотосинтезирующим. Постепенно фотосинтетики, поселившиеся внутри, упростились и превратились…
Вверх