Креветка-богомол є учасником Світового рекорду Гіннеса за найсильніший самохідний удар тварини. (Зображення: Reinhard Dirscherl/Getty Images)
Креветки-богомоли мають потужний удар — і вчені нарешті з'ясували, як цей надсильний удар не знищує самих креветок, коли вони кидаються. Виявляється, ці креветки мають спеціальний амортизуючий «щит», який допомагає їм виживати під час завдавання ударів, що розбивають панцир.
Удар павичового богомола (Odontodactylus scyllarus) – найсильніший удар, який може завдати тварина самостійно. Вони використовують кулаки, схожі на молоток, або дактильські палиці, щоб розбити панцири здобичі. Удар настільки сильний, що може навіть розбити скло акваріума, завдаючи сили, порівнянної з кулею калібру .22.
Але оскільки ці удари з великою силою генерують велику силу, вчені ламали голову над тим, як ці істоти можуть витримувати інтенсивні ударні хвилі, що виникають під час їхньої власної атаки.
Вам може сподобатися
-
Дослідники вважають, що каракатиці махають одна одній, що може бути формою спілкування.
-
Чому акули завмирають, якщо їх перевернути догори дриґом?
-
Чи видають акули звуки? Випадкове відкриття може відповісти на це питання
У новому дослідженні, опублікованому 6 лютого в журналі Science, дослідники вивчили структуру булав креветок. Їхні результати показали, що мікроструктура цих булав діє як природні амортизатори для обмеження пошкоджень.
«Ми виявили, що вона використовує фононні механізми — структури, які вибірково фільтрують хвилі напруги», — заявив співавтор дослідження Гораціо Данте Еспіноза, професор машинобудування та біомедичної інженерії Північно-Західного університету. «Це дозволяє креветці зберігати свою здатність до ударів під час багаторазових зіткнень та запобігати пошкодженню м’яких тканин».
Потужний удар
Згідно з дослідженням 2004 року, павині богомоли використовують складну систему біологічних засувок та пружин у своїх дактильних палицях, щоб завдавати удару зі швидкістю 75 футів на секунду (23 метри на секунду) — у 50 разів швидше, ніж моргання ока.
Хоча ця величезна швидкість допомагає завдати потужного удару, вона також створює небезпечні ударні хвилі.
«Удар настільки швидкий, що створює кавітаційні бульбашки, які, руйнуючись, генерують додаткові ударні хвилі, фактично забезпечуючи подвійний вплив», – сказав Еспіноса.
Попередні дослідження припускали, що мікроструктура дактильних булав допомагає захистити креветок від цих ударних хвиль.
У новому дослідженні вчені перевірили цю теорію, використовуючи передові лазерні методи, щоб проаналізувати, як різні довжини хвиль рухаються через дактильні булави павичів-богомолів.
Результати дослідження виявили дві важливі області в цих ключках, які допомагають їм пережити власні удари: область удару та періодична область.
Зона удару складається з шару хітинових волокон, розташованих у вигляді ялинки, що зміцнює ключку від переломів.
Під цим шаром знаходиться періодична область, що складається з скручених шаруватих хітинових волокон. Цей тип гелікоїдної структури відомий як структура Булігана і зустрічається в риб'ячій лусці та екзоскелетах омарів, що забезпечує міцність та стійкість до розлому.
Лазерні випробування вимірювали швидкість акустичних хвиль напруги через обидві області. Ці хвилі проходили через область удару без змін, але рухалися з різною швидкістю через періодичну область, що свідчить про те, що остання область викликає розсіювання високочастотних хвиль, що зменшує інтенсивність.
Дослідники також виявили, що періодична область фільтрує високочастотні ударні хвилі, які, згідно із заявою, можуть завдати значної шкоди тканинам.
Високочастотні хвилі, ймовірно, утворилися, коли кавітаційні бульбашки руйнувалися.
«Ми пов’язали цю високу частоту з частотою, що генерується руйнуванням бульбашки під час удару», – сказав Епіноса.
Пучки волокон у періодичній області діють як «фононний щит», активно блокуючи, перенаправляючи та розсіюючи хвилі, і зрештою запобігаючи ефективному поширенню будь-яких шкідливих ударних хвиль через шар. Це захищає ніжні тканини раки-богомола від ударних хвиль, що виникають у результаті кавітаційної бульбашки.
«Дослідження надало експериментальні докази того, що структура Булігана дактильної булави раки-богомола функціонує як фононний щит, вибірково фільтруючи високочастотні зсувні хвилі, що генеруються під час удару», – сказав Еспіноса.
«Ці особливості допомагають захистити клубок креветки-богомола від пошкоджень, пом’якшуючи високочастотні хвилі стресу, роблячи його природно оптимізованою ударостійкою структурою», – сказав Епіноса.
Згідно з прес-релізом, це дослідження може бути застосоване для розробки звукофільтрівних матеріалів для захисного спорядження та надихнути на нові підходи до зменшення травм, пов'язаних з вибухами, у військовій справі та у видах спорту з високим навантаженням.
Еліз ПурНавігація по соціальним посиланнямРедактор
Еліз вивчала морську біологію в Портсмутському університеті у Великій Британії. Вона працювала журналісткою-фрілансеркою, що спеціалізується на водній сфері. Еліз співпрацює з Live Science через Future Academy, програму навчання майбутніх журналістів передовим практикам у цій галузі.
За внесків від
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Дослідники вважають, що каракатиці махають одна одній, що може бути формою спілкування.
Чому акули завмирають, якщо їх перевернути догори дриґом?
Чи видають акули звуки? Випадкове відкриття може відповісти на це питання
Маріанська западина є домівкою для деяких дивних глибоководних риб, і всі вони мають однакові унікальні мутації.
Вчені виявили, що наші зуби еволюціонували з риб'ячого “бронежилета” протягом 460 мільйонів років
Лускатоногий равлик: броньований гермафродит з гігантським серцем, який живе поблизу палючих глибоководних вулканів і ніколи не їсть. Найновіше в розділі Ракоподібні.
У Південнокитайському морі виявлено нового надгігантського морського жука «Дарт Вейдер» — і він справді величезний
Чи відчувають краби біль?
На дні жолоба Атакама виявлено великого, примарного білого крабоподібного хижака
Омара-“цукрову вату”, якого виловлюють живцем і здоровим у океанаріумі біля берегів Нью-Гемпширу, виловленого живим і здоровим, що зустрічається один раз на 100 мільйонів
«Ви можете побачити його нутрощі та інше»: Дивного прозорого ракоподібного з гігантськими очима знайшли біля Багамських островів
Краби продовжують еволюціонувати, щоб перейти з моря на сушу — і назад. Останні новини
На пляжі в Португалії знайшли 78 000-річні сліди неандертальця, дитини та малюка
«Відсталий» мозок стародавніх морських істот натякає на те, що предки-павуки еволюціонували в океані
Чоловічі протизаплідні таблетки пройшли попередній тест на безпеку, тривають подальші випробування
Два метеорні потоки досягнуть піку однієї ночі. Ось як їх найкраще спостерігати.
Сліди укусів показують, що гігантські птахи-терористи потенційно були здобиччю іншого верховного хижака — величезного каймана
Студенти створили новий «гібридний дрон» — спостерігайте, як він літає в повітрі, а потім плавно пірнайте під воду ОСТАННІ СТАТТІ
Сліди укусів показують, що гігантські птахи-терористи могли бути здобиччю іншого головного хижака — величезного каймана.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
