Надо уметь переключаться

25 февраля 2014 в 07:00

Лапы насекомых неплохо прилипают к любым поверхностям, но вот интересно: как же это у них получается, ведь эти «липкие лапки» должны мешать при ходьбе!

 

 

Рассмотрим творения рук человеческих. У нас если трактор — то передача пониже, шины рельефнее, проходимость замечательная, а если болид — то шины гладкие, КПП тоже не для грязи. Машина, которая попробовала бы соединить проходимость «Беларуси» со скоростью «Формулы-1», не только забавно выглядела бы, но и тащила бы с собой пару разных трансмиссий, подвеску и даже два комплекта колес — а то и изменяемые колеса!

Короче: чем выше проходимость, тем большее трение создают движители на высоких скоростях, и никак иначе. Насекомым же их конечности позволяют удерживаться на потолке, при этом не заставляя тратить уйму энергии при быстром беге. У нас, увы, нет решительно ничего похожего на такую универсальную эффективность, а неплохо бы иметь...

Ученые из Кембриджского университета (Великобритания) во главе с Дэвидом Лабонтом (David Labonte) попробовали выяснить, как у «букашек» это получается, пишет А. Березин (compulenta.computerra.ru) со ссылкой на Journal of the Royal Society Interface и материалы Кембриджского университета. Действительно, при стоячем положении конечностей способность насекомых удерживаться на поверхности снижается, что избавляет их от излишних энергозатрат по отрыванию лапок. Но за счет чего?

Как показали эксперименты с обычным палочником, на передней части его лапок есть «ногтевые подушечки» (название условно), которые эффективно прилипают к поверхности. В то же время на «пятках», задней части опорный поверхности лапок, находятся совершенно не прилипающие подушечки из волосков. Кроме того, важно еще одно: часто конечности нужны насекомым, чтобы схватить что-то, но без «приклеивания» к этому чему-то. В таких случаях большое трение реализуется при совсем уж малом давлении — благо на конечность не давит тяжесть всего тела насекомого, как при передвижении.

Чтобы обеспечить такое трение, и «ногтевые», и «пяточные» подушечки имеют слегка округлую форму, то есть в самом начале контакта лишь малая их часть соприкасается с поверхностью, а при малейшем нажатии площадь контактного пятна резко растет. К тому же округлой является форма кончика каждого из волосков на лапках насекомых — они похожи на резиновый мячик, нажатие на который «расплющивает» кончик волоска, что весомо увеличивает площадь контакта с захватываемым предметом.

Наконец, часть волосков короче других, и при дальнейшем увеличении давления они начинают сгибаться, входя в контакт с волосками-соседями, создавая боковые контактирующие структуры и увеличивая интенсивность контакта, несмотря на то что начало такого сгибания требует приложения очень малой силы.

В отличие от «прилипчивых» волосков на лапах гекконов, такие волоски на удерживающих конечностях лишены совершенно плоских концов, кои сразу добиваются максимальной степени контакта, далее не увеличивая ее при наращивании усилия. Если бы так были устроены и «хватательные» волоски, регулировать силу нажатия было бы почти невозможно.

«Мы исследуем этих насекомых, чтобы понять их как биологические системы, но уроки природы, подобные этому, могут быть полезны и как источник вдохновения для устройств, применяемых человеком», — считает Дэвид Лабонт. Материалы, имитирующие волоски на лапках насекомых, пошли бы «на ура» в кроссовках, которым тоже неплохо бы сочетать в себе такие качества, как минимальное сопротивлению движению и отсутствие тенденции к скольжению.

«Палочники прекрасно научились преодолевать конфликт между способностью прикрепляться к поверхности и умением двигаться по ней свободно, вооружившись системой из двух типов подушечек, которые позволяют им переключаться с режима прилипания на режим захвата в зависимости от ситуации», — резюмирует ученый.

 

На заставке фото с сайта img-fotki.yandex.ru

 
Опубликовано: Теги: энтомология, палочники, насекомые, материалы, конечности, анатомия

В ленту раздела Новости науки | Обсудить тему на форуме

ООО «Издательство Агрорус»
+7 (499) 500-10-84
119590, город Москва, ул. Минская, 1Г, корп. 1, офис 19
ООО «Издательство Агрорус»

Популярное

Мыши доказали: нервные клетки восстанавливаются!

Мыши доказали: нервные клетки восстанавливаются!

13.02.2018 | 06:15

Открытие ученых может помочь в борьбе с человеческим слабоумием

Муравьи умеют лечить раненых собратьев

Муравьи умеют лечить раненых собратьев

17.02.2018 | 07:00

Ученые сняли на видео работу муравьиных «санитаров»



Комментарии (0)

X
Свежий выпуск газеты
Газета «Защита растений»
№ 02 / 2018 г.
Читать