Wezen Met In Elkaar Grijpende Tandwielen Op Ontdekte Benen

{h1}

De tandwielen op de achterpoten van een plantenhopper helpen ze tijdens een sprong te synchroniseren.

Gears zijn alomtegenwoordig in de door de mens gemaakte wereld, te vinden in items variërend van polshorloges tot automotoren, maar het lijkt erop dat de natuur ze als eerste uitvond.

Een soort plant-hoppen insect, Issus coleoptratus, is het eerste levende wezen waarvan bekend is dat het functionele versnellingen bezit, een nieuwe studie vindt. De twee in elkaar grijpende tandwielen op de achterpoten van het insect helpen de benen te synchroniseren wanneer het dier springt.

"Voor zover ik weet, is dit de eerste demonstratie van functionerende tandwielen bij elk dier", zei onderzoeker Malcolm Burrows, emeritus hoogleraar neurobiologie aan de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk.

Burrows en een collega namen de versnelling in beweging met behulp van hogesnelheidsvideo. Terwijl de jonge wants zich klaarmaakt om te springen, brengt hij de tandwieltanden van het ene been in evenwicht met die van het andere, zoals een pistool spannen. Vervolgens laat het insect zijn poten los in een soepele, explosieve beweging. [Zie video van de insectentoestellen in actie]

Hoppen in sync

Elk been heeft een gebogen strook van 10 tot 12 tanden die aan de trochantera op de poten van de insecten hechten. Deze structuren werden beschreven in 1957, maar niemand had aangetoond dat de versnellingen functioneel waren, vertelde Burrows WordsSideKick.com.

Een baby planthopper in het geslacht Issus. Deze nimfen dragen functionele versnellingen op hun benen, functies die verloren gaan wanneer ze de volwassen leeftijd bereiken.

Dankbetuiging: Figuur met dank aan Malcom Burrows

De achterpoten van insecten kunnen op twee manieren worden gerangschikt. De poten van sprinkhanen en vlooien bewegen zich in afzonderlijke vlakken aan de zijkanten van hun lichaam, terwijl die van kampioen springende insecten, zoals planthoppers, onder hetzelfde lichaam langs hun lichaam bewegen. Daarom moeten de poten van planthoppers nauw worden gekoppeld.

"Als er een klein verschil in timing tussen de benen zou zijn, zou het lichaam beginnen te draaien," zei Burrows.

De tandwielen synchroniseren de beweging van de achterbenen tot binnen ongeveer 30 microseconden van elkaar - veel sneller dan het zenuwstelsel zou kunnen bereiken, volgens de bevindingen van de studie, die zijn beschreven in het nummer van 13 september van het tijdschrift Science. [De 7 meest verbazingwekkende Bug Ninja-vaardigheden]

Soms merkte Burrows dat de versnellingen over elkaar heen gleden, maar toen ze uiteindelijk in contact kwamen, werden de twee benen gesynchroniseerd.

Burrows deed een experiment met een dode planthopper: toen hij aan één van zijn poten trok, streken ze allebei snel uit. Dus de mechanica van het skelet alleen al kan de benen synchroniseren, zei hij.

Gears zijn voor kinderen

De tandwielen zijn alleen te vinden in onrijpe planthoppers of nimfen en gaan verloren tijdens de laatste rui. Volwassen planthoppers gebruiken wrijving tussen hun benen om hetzelfde effect te bereiken als de tandwielen.

Volwassenen kunnen hun tandjes gedeeltelijk afvoeren omdat tandwielen kunnen breken, waardoor het voortbestaan ​​van het insect in gevaar komt, aldus Burrows. Nimfen werpen hun exoskelet vijf of zes keer af voordat ze de volwassen grootte bereiken en kunnen de schade corrigeren, terwijl volwassenen met één lichaam vastzitten.

Volwassenen hebben ook grotere, meer rigide lichamen, dus wrijving kan een effectievere manier zijn om hun benen te synchroniseren.

"Het is heel spannend om te zien dat het ene na het andere onderdeel van de menselijke machinebouw ook in de levende wereld wordt ontdekt", zei Alexander Riedel, conservator van het Staatsmuseum voor natuurlijke historie Karlsruhe in Duitsland, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Riedel stelde nog een andere reden voor dat de volwassen insecten tandwielen missen, namelijk dat volwassenen, in tegenstelling tot nimfen, vleugels hebben die hun vlucht kunnen helpen richten.

Er zijn een paar andere dieren die structuren bezitten die lijken op tandwielen. De tandradschildpad heeft, zoals de naam al doet vermoeden, een uitrusting op zijn schaal, die puur decoratief is. Sommige reptielen hebben tandradhartkleppen die de weerstand tegen de bloedstroom vergroten. En sommige insecten hebben versnellingsknoppen die worden gebruikt voor het produceren van getjilpgeluiden. Maar geen van deze structuren fungeert op zich als een versnelling.

Burrows kwam oorspronkelijk tandpasta-insecten tegen in de tuin van een collega in Duitsland. Hij zocht tevergeefs naar hen thuis in Engeland.

"Toen vroeg ik aan mijn 5-jarige kleinzoon of hij ze kon vinden en hij vond er een in de tuin," zei Burrows.

Volgen Tanya Lewis op tjilpen en Google+. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com