Connect with us

Znanost

Biljke i životinje

Mehanizam zupčanika po prvi put otkriven u prirodi

Stražnje noge malenog kukca pokreću se uz pomoć pravog mehanizma zupčanika. Dosada se vjerovalo da je zupčanik izvorni izum ljudskog uma.

Issus coleoptratus

Issus coleoptratus


Mladunče malenog insekta Issus coleoptratus,  koji skače s biljke na biljku te se može naći u vrtovima diljem Europe, ima članke stražnjih nogu spojene po principu zupčanika – dvije zaobljene trake sa zupcima koji se međusobno isprepleću. Rotacijom i snagom okretnog momenta uz primjenu sile na zube drugog zupčanika, zupčanici prenose okretno gibanje i sinkroniziraju pokrete životinje.

Ovo je prvi put da je mehanizam zupčanika viđen u prirodi, što ukazuje da ono što je dosad smatrano izvornim izumom ljudskog uma zapravo ima svog evolucijskog prethodnika u prirodi.



Naime, iako se sam oblik zupčanika nalazi kod nekih životinjskih vrsta (primjerice na leđima nekih kukaca ili na oklopima nekih kornjača), znanstvenici navode da je ovo “prvo otkriće funkcionalnog mehaničkog zupčanika – zupčanika koji obavlja poznatu funkcionalnu ulogu mehaničkog zupčanika u nekoj biološkoj strukturi.”

Ove prve funkcionalne zupčanike iz prirode otkrili su znanstvenici sa Sveučilišta Cambridge, kombiniranim metodama anatomske analize i promatranjem video snimke kretanja kukca. Otkriće je objavljeno u najnovijem broju časopisa Science.

Zupčanici u stražnjim nogama kukca pokazuju značajnu tehničku podudarnost s onima koje nalazimo na biciklima ili unutar automobila. Svaki zub zupčanika ima zaobljene rubove na mjestu gdje se spajaju na traci zupčanika; oblik identičan zupčanicima zamišljenim ljudskim umom i napravljenim ljudskom rukom. Oblik zubaca kod kukca ponešto se razlikuje na rubovima, onemogućujući rotaciju u suprotnom smjeru i skokove životinje unatrag.

Zupci zupčanika nasuprotnih nogu povezani su kao kod automobila, osiguravajući gotovo potpunu sinkronizaciju u pokretima nogu – pokreti jedne i druge noge su ujednačeni u granicama od 30 mikrosekundi. To je kritična točka kod snažnih skokova koji su ovoj životinji primarni način kretanja, budući da bi odstupanja u sinkronizaciji brzine nogu na točki propulzije mogle dovesti do skretanja i rotacije, koja bi uzrokovala beznadnu vrtnju izvan kontrole ovog kukca.

“Precizna sinkronizacija putem živčanog sustava bila bi nemoguća, budući da bi živčanim impulsima trebalo previše vremena za tu izvanrednu koordinaciju koja je neophodna”, navodi vođa istraživačke skupine, profesor Malcom Burrows, s odjela za zoologiju Sveučilišta Cambridge. “Pomoću mehaničkih zupčanika ovaj kukac može jednostavno slati nervne signale svojim mišićima da proizvedu otprilike ujednačenu količinu snage. Na taj način kada jedna noga pokreće skok, zupčanici se isprepleću, stvarajući apsolutni sinkronicitet. Kod ovog kukca koštani sustav preuzima ulogu rješavanja kompleksnog problema kojega živčani sustav ne može riješiti”, navodi Burrows.

„Uvijek smo zupčanike smatrali ljudskim izumom kojega pronalazimo isključivo u strojevima proizvedenim ljudskim radom, ali sada samo znamo da nismo dobro gledali“, dodao je. “Ovi su zupčanici produkt evolucije koji predstavlja vrlo precizan stroj velike brzine u životinjskom svijetu.”

Zanimljivo, mehanički zupčanici pronalaze se samo kod mladunčadi ovog insekta, dok se u odrasloj dobi gube. Ove promjene mogu se usporediti s uobičajenim promjenama uz rast kod insekata, kao što je odbacivanje krute kože i oklopa na ključnim mjestima pri razvoju životinja kako bi mogli rasti.

Zasad je još nepoznato zašto ovaj kukac gubi svoje zupčanike na stražnjim nogama u odrasloj dobi. Znanstvenici ukazuju na mogući problem svakog zupčanika – ako je jedan zubac iz mehanizma oštećen, narušena je učinkovitost cijelog mehanizma. Dok bi lom zubaca u mladoj dobi mogao biti popravljen u sljedećoj fazi mitarenja, bilo kakvo oštećenje u odrasloj dobi ostalo bi trajno.

Razlog bi također mogao biti u većim dimenzijama tijela odraslog kukca, pa tako i  većem dijelu tijela koji je ekvivalent ljudskoj bedrenoj kosti; veća bedrena kost može omogućiti dovoljno trenja da bi se postigli ogromni skokovi s lista na list, bez potrebe za radom zupčanika.

Izvor: University of Cambridge

Nastavi čitati
10 komentara

10 Comments

  1. Krešimir Merkat

    rujan 15, 2013 kod 10:23 pm

    Biotronika

  2. Ewelin Šoltić

    rujan 16, 2013 kod 6:46 am

    Nemoj varati, ako si iskren ovo govori istinu. Prilično je dobro. Napiši svoje odgovore na papir i nemoj gledati unaprijed! Odgovori su na kraju.

    1. Koja je od ovih boja tebi omiljena: crvena , crna , plava , zelena , ili žuta ?
    2. Početno slovo tvog imena?
    3. U kojem mjesecu si rođen/a?
    … … 4. Koja boja ti se više sviđa:, crna ili bela?
    5. Ime osobe istog spola kao tvoj.
    6. tvoj omiljeni broj?
    7. Da li ti se više sviđa letenje ili vožnja?
    8. Da li ti se više sviđa jezero ili ocean?
    9. Zapiši želju (realnu).
    kada si gotov/a, nastavi prema dole. (nemoj varati)

    Odgovori

    1. Ako si izabrao/la:
    Crveno – Uvijek si u pokretu i tvoj život je ispunjen ljubavlju.
    Crno – Ti si konzervativna i agresivna osoba.
    Zeleno – Tvoja duša je opuštena i ti si neopterećena osoba.
    Plavo- Spontana si osoba koja voli poljupce i pažnju ljudi koje voliš.
    Žuto – Vrlo si sretna osoba i daješ dobre savjete onoma koji su potišteni.

    2. Ako tvoje ima počinje slovom:
    A-K Imaš puno ljubavi i prijateljstva u svom životu.
    L-R Pokušavaš uživati u životu do maksimuma i tvoj ljubavni život će uskoro procvjetati.
    S-Z Voliš pomagati drugima i tvoj budući ljubavni život izgleda vrlo dobro.

    3. Ako si rođen/a u mjesecu:
    1-3: Ova godina će ti biti jako dobra i zaljubiti ćeš se u nekoga potpuno neočekivanog.
    4-6: Imati ćeš vrlo emotivnu vezu koja neće potrajati dugo, ali uspomene će trajati vječno.
    7-9: Imati ćeš odličnu godinu i čeka te događaj koji će ti promijeniti život na bolje.
    10-12: Ljubavni život ti neće biti odličan, ali s vremenom ćeš naći svoju srodnu dušu.

    4. Ako si izabrao/la:
    Crnu: Tvoj život će promijeniti smjer. U početku će ti biti jako teško, ali vrijeme će pokazati da je to bilo najbolje za tebe i biti će ti drago.
    Bijelu: Imati ćeš prijatelja/icu koji ti se u potpunosti povjerava i napravio/la bi sve za tebe, a možda toga nećeš biti svjestan/na.

    5. Ova osoba ti je najbolji prijatelj.

    6 Ovoliko bliskih prijatelja imaš u svom životu.

    7. Ako je tvoj izbor:
    Letenje: Voliš avanture.
    Vožnja: Opuštena si osoba.

    8. Ako je tvoj izbor:
    Jezero : vrlo si odan/a svojim prijateljima i partneru, ali si i vrlo rezervirana osoba.
    Ocean: Spontana si osoba i voliš udovoljavati drugima..

    9. Ova želja će ti se ostvariti ako u roku od sat vremena proslijediš ovaj tekstl na 5 komentara.. Ako ga proslijediš na 10 komentara želja će ti se ostvariti prije sljedećeg rođendana

  3. Alan Ramić

    rujan 16, 2013 kod 7:06 am

    Ewelin, ovo kao komentar na post sajta koji se zove Znanost.com je stvarno zanimljiv pokušaj… I nadam se – pucanj u prazno.

  4. Manuel Huzanić

    rujan 16, 2013 kod 7:20 am

    Priroda čuda radi ..

  5. Mirjana Savičić

    rujan 16, 2013 kod 8:40 am

    Koštani sustav kod kukca?

  6. Ante Mišetić

    rujan 16, 2013 kod 9:29 am

    Znaci samo se plagira majka priroda. U cemu ce vec pronaci hidrauliku:)

  7. Ana Gotovac

    rujan 16, 2013 kod 10:18 am

    priroda nam uvijek pokaze da je mocnija….

  8. Borg Borna

    rujan 16, 2013 kod 12:18 pm

    i kak onda biti ateist…

  9. Jasmin Hibić

    rujan 16, 2013 kod 1:24 pm

    Za većinu onoga što je čovjek izumio zaslužno je proučavanje životinja i prirode. Pored ovoga čovjek nekada voli oponašati i prirodu, pogledajte kako. 🙂

    http://www.youtube.com/watch?v=zGeZxeC_dB0

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Biljke i životinje

Popularno

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh