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
09-06-2013 Просмотров:11754 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
За 40 млн лет до того, как известный рок-музыкант и солист группы The Doors Джим Моррисон начал называть себя королем ящериц, настоящий король ящериц бродил по жарким и влажным лесам...
11-04-2017 Просмотров:6253 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Первые животные Земли были похожи не на морских губок и гидр, как сегодня предполагает большинство ученых, а на медуз и гребневиков, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution. "Сегодня ученые собирают большие количества генетической...
07-10-2015 Просмотров:7492 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Изучение останков древних жирафов помогло палеонтологам выяснить, что шея этих необычных млекопитающих начала изначально удлиняться со стороны их головы, и лишь потом ее позвонки начали расти в длину со стороны туловища, говорится в статье, опубликованной...
16-05-2014 Просмотров:8272 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Знаменитый роман Артура Конан Дойля "Затеряный мир", похоже, имел под собой вполне реальные основания. Во всяком случае, некоторые динозавры действительно смогли пережить вымирание своих родственников, обретя приют на южноамериканском континенте. С...
08-03-2013 Просмотров:41258 Геохронологическая шкала Антоненко Андрей
Эон (эонотема)Эра(эратема)Период(система)Эпоха(отдел)Начало,лет назадОсновные события Фанерозой Кайнозой Четвертичный(антропогеновый) Голоцен 11,7 тыс. Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций Плейстоцен 2,588 млн Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека Неогеновый Плиоцен 5,33 млн Миоцен 23,0 млн Палеогеновый Олигоцен 33,9 ± 0,1 млн Появление первых человекообразных обезьян. Эоцен 55,8 ± 0,2 млн Появление первых «современных» млекопитающих. Палеоцен 65,5...
Сотрудники биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили и сравнили древнейшие скелеты организмов докембрийского периода, найденные в Сибири, Китае и Намибии и выяснили, что их появление связано с химическими особенностями окружающей среды, а именно — уровнем минерализации…
Геном человека не сидел зря последние пять тысяч лет. Население росло в геометрической прогрессии, и новые генетические мутации возникали с каждым поколением. И теперь мы обладаем замечательным обилием редких генетических…
Самой известной и, пожалуй, самой популярной теорией происхождения митохондрий и хлоропластов является теория эндосимбиоза (или симбиогенеза). По ней, хлоропласты и митохондрии прежде были самостоятельными прокариотическими организмами (какими-нибудь древними бактериями или цианобактериям),…
Звание первых певцов животного мира обычно отдают птицам, но и звери, оказывается, могут быть весьма и весьма изощрены в звуковых сигналах. Нет, речь не о китах и дельфинах. Исследователи из…
Максимальное сближение состоялось в 14,54 мкв. Расстояние до Плутона min 12 500 км Удаленность от Земли >4,771 млрд км Угловой размер Плутона max 1º40' Звездная величина Солнца с НГ -19,1м Сигнал идет до Земли 4ч 25м 17с Скорость относительно Плутона 13,77 км/с Скорость…
Биологи установили, что малоизученный хищный клещ из Северной Америки является мировым рекордсменом по бегу. За секунду клещ может преодолеть дистанцию, эквивалентную 322 длинам его тела. Клещ Paratarsotomus macropalpisОб этом на конференции…
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…
Эксперименты, проведённые группой американских учёных, поставили под сомнение общепринятый взгляд на птериготидов (семейство ракоскорпионов) как на одно из самых высоких звеньев пищевой цепи палеозойского океана. Вверху: Acutiramus, хватающий добычу (мягкотелую и…
Энтомологи впервые изучили психологические особенности тараканов, которые они демонстрируют перед лицом опасности. Оказалось, что каждое из этих насекомых обладает индивидуальной моделью поведения. Американский таракан К такому выводу пришли бельгийские ученые из…
Вверх