Давно известно, что некоторые движения насекомые могут выполнять без мышц — благодаря пружинящим свойствам конечностей. Так, кузнечики и блохи во время прыжка используют потенциальную энергию, запасённую в связках и сухожилиях, и она позволяет им прыгнуть дальше, чем они могли бы за счёт одних лишь мышечных сокращений.
Молодая саранча в прыжке (фото Robert Pickett).Но, как оказалось, безмышечные движения случаются у насекомых не только по особым случаям, когда нужно прыгнуть высоко и далеко, а гораздо чаще. Можно сказать, что любое движение у них происходит в результате совмещения мышечных и немышечных усилий. Об этом на страницах Current Biology пишут исследователи из Лестерского университета (Великобритания).
Ян Эйк и Томас Матисон экспериментировали с саранчой — точнее, с задними ногами саранчи, которыми эти насекомые отталкиваются в прыжке. Мышца-разгибатель, прикреплённая к бедру задней конечности, у саранчи намного больше мышцы-сгибателя — ведь при прыжке ногу нужно именно разогнуть, и чем мощнее будет соответствующая мышца, тем дальше удастся прыгнуть. Кроме того, в связках и экзоскелете согнутой ноги запасается много энергии, которая высвобождается при прыжке.
Когда биологи удалили мышцы ноги, то обнаружили, что она по-прежнему могла сгибаться, хотя и не до такой степени, как с мышцей-сгибателем. После чего было сделано такое предположение: способность к «самосгибанию» нужна для того, чтобы сбалансировать разгибательные силы мышц и сухожилий, работающих на прыжок. Иными словами, чтобы пружина распрямилась, её нужно сжать, и здесь на помощь сгибающей мышце приходит собственная конструкция сустава, обеспечивающая пассивную сгибающую силу.
Исследователи предположили, что таким свойством обладают все конечности с заметным перевесом одной мышцы над другой, то есть те, от которых требуется либо мощное сгибание, либо мощное разгибание. И предположение подтвердилось: у разных насекомых пассивные силы были как бы встроены в структуру конечностей, в которых одна из мышц-антагонистов была сильнее другой. И это касалось не только специализированных конечностей, но и самых обычных, предназначенных для ползания «пешим шагом».
Ещё раз уточним, что речь не о полностью безмышечном движении, однако в любом движении у насекомых есть, скажем так, мышечная и безмышечная составляющие: даже при обычном перемещении ползком в дело вступают силы, обусловленные конструкцией ног и помогающие сбалансировать разные по силе мышцы. Это позволяет точнее рассчитывать движения и при этом экономить энергию, и исследователи надеются, что это ноу-хау насекомых — как и многие другие их изобретения — будут использованы в робототехнике.
Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА
04-03-2013 Просмотров:44827 Животные (Animalia) Антоненко Андрей
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...
11-11-2012 Просмотров:13525 Рыбы Енисея Антоненко Андрей
В 1962-1970 гг. он был успешно акклиматизирован в Красноярском водохранилище и только через 20 лет занял одно из ведущих мест в промысле. В последующем проник в Енисей и к настоящему...
09-06-2013 Просмотров:11416 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Американские палеонтологи продолжают наращивать число известных видов рогатых динозавров – цератопсов. На сей раз они описали раннего хасмозавра из Монтаны, назвать которого решили почему-то в честь большой кайнозойской кошки –...
27-09-2012 Просмотров:9790 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Рост кислотности в океане, как ожидается, будет иметь тяжёлые последствия для организмов (прежде всего кораллов), но некоторые морские ежи имеют генетические инструменты, позволяющие им адаптироваться к негостеприимным условиям. Морские ежи, как...
02-11-2018 Просмотров:2708 Новости Генетики Антоненко Андрей
Стеллерова корова — один из символов хищнического отношения человека к природе. Грустная история этого вида широко известна: открыт в 1741 году, полностью истреблён к 1768. Самый крупный из сирен (до 11 тонн весом, до 10 м в длину — из млекопитающих уступающий только китам)...
Рыба голомянка-лира с запутанными отметинами на каждой чешуйке, лягушка с грубой кожей шоколадного цвета, новый вид имбиря и еще более двух десятков видов флоры и фауны были обнаружены в Мьянме после…
Ученые заявили, что им удалось найти в породах возрастом 4,3 млрд лет возможные остатки микроорганизмов. Подобно некоторым современным бактериям, они могли обитать в гидротермальных источниках на дне океана. Об этом говорится…
Образ жизни адского вампира совершенно не соответствует его имени: вместо того чтобы преследовать добычу во мраке вод и высасывать из неё кровь, сей глубоководный головоногий моллюск предпочитает мирно собирать плавающий…
Шерстистые мамонты могли умереть с голоду, когда изменения в климате отобрали у них любимое лакомство — цветковые растения. Плиоцен в Арктике (рисунок Mauricio Anton). Может быть, кому-то покажется странным, что, несмотря на…
Ученые нашли доказательства существования гигантского червя-хищника, который буквально колонизировал морское дно двадцать миллионов лет назад. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Хотя морские черви существуют с раннего палеозоя, их тела,…
На протяжении 80 млн лет бделлоидные коловратки (Bdelloidea) размножаются партеногенезом: все особи у них женского пола, радостей полового процесса они не знают. В этом смысле коловратки Bdelloidea чрезвычайно смущают биологов: ведь…
Новокаледонские вóроны (Corvus moneduloides) не первый раз привлекают внимание специалистов, изучающих познавательные навыки животных и их умение рассуждать. О новом наблюдении рассказала группа биологов из университетов Оксфорда (University…
Несколько лет назад аспирант Мэрилендского университета (США) Натан Джад в плановом порядке изучал партию ископаемых растений из коллекции Смитсоновского музея естественной истории, и один экземпляр показался ему несколько необычным. Изображение Nathan…
Возникновение и первоначальное развитие жизни на Земле вовсе не нуждались в высоком содержании кислорода. Это экспериментально доказали датские биологи, поставив опыт над современными морскими губками. Первые в мире животные сидели на…