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
21-07-2013 Просмотров:9387 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Новые виды могут появиться благодаря географическим и экологическим барьерам, которые разделяют прежде единую популяцию. Особи из одной части популяции не могут пересечь, к примеру, реку, чтобы смешать свои гены с...
03-07-2015 Просмотров:7343 Новости Геологии Антоненко Андрей
Ученые Алтайского госуниверситета (АлтГУ) установили, что возраст Телецкого озера в Республике Алтай составляет 37,5 тыс. лет. Оно оказалось на 1,5 тыс. лет старше, чем считалось ранее. Телецкое озероОб этом сообщил ТАСС декан...
07-02-2014 Просмотров:8190 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Бывалые моряки знают, что средние широты Южного полушария — место самых сильных бурь на планете. По словам учёных, «Ревущие сороковые» и «Неистовые пятидесятые» — результат закономерностей в циркуляции атмосферы. Пятидесятые широты...
22-04-2016 Просмотров:6596 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи обнаружили детеныша одного из титанозавров - самых крупных живых существ из тех, что когда-либо гуляли по суше. Оказалось, что уже сразу после вылупления из яйца он был точной копией...
12-11-2012 Просмотров:11663 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Нейрон не представляет собой ничего особенного, если он не соединён с другим нейроном через особое межклеточное соединение — синапс. Образование синапсов зависит от множества генов, которые включаются в ответ на...
Редкое в Зеленограде зимнее насекомое - бескрылая орехотворка Biorhyza pallida. Этот вид питается только на дубах. У него чередуются два поколения: 1) летние крылатые самки и самцы и 2) зимние…
Пол Райли (Paul Riley) из Оксфордского университета (Великобритания) и его коллеги установили, что сердечная мышца начинает сокращаться в эмбрионах мышей между седьмым и восьмым днями после зачатия, что эквивалентно шестнадцатому…
Международная группа ученых описала сразу четыре вида ископаемых змей, самая древняя из которых жила за 70 млн лет до уже известных науке. Особенности строения этих существ заставили палеонтологов пересмотреть свои…
Хвост, заново отрощенный ящерицами, скован в движениях. Ящерица Anolis carolinensisБиологи из Аризонского университета выяснили, что хвост, который отращивают ящерицы взамен утерянного, существенно отличается от исходного варианта. Результаты исследования опубликованы в журнале…
Международная группа микробиологов нашла в образцах обычной грунтовой воды сразу несколько штаммов бактерий, чьи размеры оказались в несколько раз меньше, чем общепринятый минимальный предел для жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Фотография самой маленькой…
Многие ученые подозревают, что вымершая плейстоценовая макрофауна рассталась с жизнью при более или менее активном участии людей. Убедительно доказать подобные обвинения обычно бывает непросто, однако новое исследование австралийских палеонтологов однозначно…
Ученые выяснили, что предки малярийного плазмодия сначала паразитировали исключительно на насекомых, и только потом перекинулись и на позвоночных, причем первыми жертвами этих простейших стали ящерицы и другие рептилии. Комар в янтареОб…
Отличительная черта фотосинтеза в растениях — расщепление воды и производство кислорода. Но некоторые группы бактерий занимаются фотосинтезом, не вырабатывая кислорода: окисляя железо, например. Эволюционные биологи полагают, что эти формы фотосинтеза…
Группа исследователей из семи стран открыла тайну происхождения гор Гамбурцева в Восточной Антарктиде. Настоящее и прошлое гор Гамбурцева (изображение авторов работы)Хребет полностью похоронен под ледником толщиной до трёх километров. Из-за этого…