Structurile specializate în ghearele animalului pot aparent să absoarbă impactul.
Creveții de mantis vin echipat cu propriile arme. Are gheare care arată ca pumnii încleștați permanent care sunt cunoscuți sub numele de cluburi de dactil. Dar când este spargeri Învelișurile pradei sale, aceste pumnii ies din ea nedeteriorați.
Când aruncați pumni, creveții de mantis poate lovi cu viteza unui glonț de calibru .22 (aproximativ 1.316 kmph sau 818 mph) – unul dintre cele mai rapide mișcări în regnul animal. Aceasta generează o forță de peste o mie de ori greutatea lor corporală. Cu toate acestea, dezlănțuind că multă energie se poate întoarce, deoarece undele de șoc pe care le produce ar putea deteriora grav țesutul moale al unui animal. Nimic din toate acestea nu pare să afecteze creveții Mantis. Acum știm în sfârșit de ce.
Când o echipă de cercetători de la Universitatea Northwestern a studiat cluburile Dactyl ale unei specii de creveți Mantis, au descoperit că au structuri stratificate care blochează selectiv undele sonore, acționând ca un echipament de protecție împotriva vibrațiilor care altfel ar putea dăuna creveților. Aceste tipuri de structuri, cunoscute sub numele de mecanisme fononice, filtrează undele sonore care altfel ar putea provoca traume nervoase și țesuturi moi.
„Împreună, aceste mecanisme specifice regiunii formează un sistem de protecție sinergică care rezistă la impacturi repetate de intensitate ridicată fără daune substanțiale”, au spus cercetătorii într-un studiu Publicat recent în Science.
Dincolo de armura corpului
Creveții de mantis nu sunt nici mantide, nici creveți. Sunt de fapt stomatopodecrustacee marine prădătoare care au apărut pentru prima dată în urmă cu 400 de milioane de ani și se hrănesc cu moluște, pești, cnidari și alte crustacee. Peacock Mantis Creveți (Odontodactylus scyllarus) este unul dintre cei mai formidabili prădători ai adâncurilor tropicale în care îl vânează.
Echipa de cercetare din Northwestern a studiat îndeaproape cluburile Dactyl ale unui exemplar de creveți Mantis Peacock și a descoperit trei straturi de apărare fononică. Pononii sunt unități de energie vibrațională care apar din atomii care se deplasează înainte și înapoi într -un material solid. Materialele fononice, precum mecanismele de apărare a creveților, sunt structurate pentru a manipula undele sonore care trec prin ele.
Când disecționează cluburile, cercetătorii au descoperit că sunt acoperite în hidroxiapatităo acoperire care oferă, de asemenea, smalț și oase din dinți. Sub acea acoperire este ceea ce ei numesc regiunea de impact, care constă dintr-un strat de chitină într-un model de herringbone (chitinul este materialul dur, pe bază de zahăr, care alcătuiește coaja animalului). Se crede că această formă structurală particulară de chitină disipează undele sonore care ar putea provoca fisurarea.
Sub stratul de herringbone se află ceea ce cercetătorii au numit regiunea periodică, făcută din straturi de arcuri de chitină înfășurate. Creveții își vor retrage cluburile Dactyl și apoi vor da cu pumnul înainte, eliberând energie din izvoarele încărcate pentru a crăpa scoicile de pradă. Aceste arcuri sunt făcute din nanofibre de chitin stratificat într -un aranjament răsucitceea ce face ca fiecare structură să apară mult ca un izvor real. Acestea manipulează, de asemenea, propagarea undelor sonore, atât pentru a preveni ruperea și pentru a proteja nervii și țesuturile moi.
Protejându -te de …
Creveții de mantis trebuie să pună la dispoziție lovituri incredibil de intense, chiar dacă ei sunt cei care îi tratează. Cluburile lor Dactyl trec prin apă atât de repede încât creează o zonă temporară de joasă presiune și formează bule de aer într-un proces numit cavitație. Când aceste bule implodează, ele eliberează energie ușoară și termică atât de extremă încât, pentru o fracțiune de secundă, apa care înconjoară imediat zona de pumn devine la fel de fierbinte ca Soarele. Pot exista chiar sclipiri momentane de lumină.
Pentru a afla cât de multă forță poate rezista la cluburile de creveți de creveți de mantis, cercetătorii au testat creveți vii, făcându -i să lovească un senzor piezoelectric ca și cum ar zdrobi o coajă. De asemenea, au tras lasere cu ultrasunete și hipersonice la bucăți de cluburi Dactyl din exemplarele lor, astfel încât să poată vedea cum cluburile se apărau împotriva valurilor sonore.
Urmărind modul în care undele sonore s -au propagat pe suprafața clubului Dactyl, cercetătorii ar putea determina ce regiuni ale clubului au difuzat cele mai multe valuri. A fost al doilea strat, suprafața de impact, care a gestionat cele mai mari niveluri de stres. Suprafața periodică a fost aproape la fel de eficientă. Împreună, au făcut ca cluburile Dactyl să fie aproape imune la stresurile pe care le generează.
Există câteva alte exemple cu care pot fi comparate structurile de protecție ale creveților mantis. În ceea ce privește prada, s -au constatat că cântarul de pe aripile unor molii absorb undele sonore din liliecii prădători pentru a le feri de ecolocalizare pentru a le găsi.
Înțelegerea modului în care creveții de mantis se apără de forța extremă ar putea inspira o nouă tehnologie. Structurile din cluburile lor Dactyl ar putea influența în viitor proiectele de echipamente de protecție militare și atletice.
„Impacturile creveților conțin frecvențe în gama cu ultrasunete, ceea ce a dus la soluții inspirate de creveți care indică filtrarea cu ultrasunete ca cheie [protective] mecanism ”, echipa a spus în același studiu.
Poate că într -o zi, un nou model de cască de biciclete ar fi putut fi inspirat de o creatură care nu are mai mult de șapte centimetri lungime, dar literalmente nu se crăpă sub presiune.
Știință, 2025. DOI: 10.1126/Science.adq7100
Elizabeth Rayne este o creatură care scrie. Lucrarea ei a apărut pe Syfy Wire, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek și Florid Futures. Ea pândește chiar în afara orașului New York cu papagalul ei, Lestat. Când nu scrie, ea este fie schimbarea, desenează, fie cosplay -ul ca personaj despre care nimeni nu a auzit vreodată. Urmați -o pe fire și Instagram @quothravenrayne.
Comentarii recente