Биологическое резьбовое соединение - Biological screw joint

В биологический винт является естественной формой резьбовое соединение, механическое устройство, сочетающее вращательное движение с поступательным движением по одной оси. Александр Ридель из Государственный музей естественной истории Карлсруэ и Томас ван де Камп из Карлсруэ технологический институт[1] обнаружил это в образцах Trigonopterus oblongus, а долгоносик нашел в Папуа.[2]

Открытие

Проведено анатомическое исследование особей вида долгоносиков. Trigonopterus oblongus, предоставленный Государственным музеем естественной истории Карлсруэ, с использованием микротомограф в Институте синхротронного излучения (АНКА) г. Карлсруэ технологический институт. Анализ показал, что долгоносики имели орех -и-винт система для бедро -нога соединение.[1]

Механизм

Схема биологического винта у долгоносика Trigonopterus oblongus
Боковой аспект грудной клетки долгоносика Trigonopterus oblongus. В этом род, то метанэпистернит отсутствует и надкрылья касается метавентрит (указано).

Механизм был описан как «вращательное движение в сочетании с поступательным движением по одной оси».[3]

В членистоногие тазобедренный сустав состоит из двух частей - тазик (или бедра) и вертел (или глава нога членистоногого бедренная кость ).[4] Тазик у долгоносиков напоминает орех, и на его внутренней поверхности проходит резьба с угловым размахом 345 °.[2][4] Вертел напоминает винт.[4] Он стержневидный с большой внешней спиралью. фланец с угловым размахом 410 °, превышающим полный круг, который выполняет функцию резьбы.[2] Когда мышцы ног жука растягиваются, винт крутится. Хотя винтовая резьба обеспечивает очень большое угловое вращение, передние лапы долгоносиков способны поворачиваться на 90 °, а задние - на 130 °.[5]

Долгоносики всего 4 миллиметра (0,16 дюйма) в длину и могут складывать ноги ниже тела. Размер стыка составляет всего 0,5 миллиметра (0,020 дюйма).[1][3] До того, как это было обнаружено, все известные суставы бедра и ноги основывались либо на шаровое соединение система для соединения бедра и ноги, как у людей, как петли или как седловые сочленения.[1][3] Это открытие является первым в истории примером костно-мышечной системы гаек и винтов в мире. животное царство.[1]

Эволюция

Было обнаружено, что система винт-гайка присутствует у всех 15 долгоносиков, исследованных учеными, и, по-видимому, является до сих пор неизвестной анатомической особенностью долгоносиков.[1][5] Было подсчитано, что долгоносики развили эту систему около 100 миллионов лет назад. Предполагается, что развитие этой функции обеспечило дополнительную гибкость, которая позволила долгоносикам улучшить свои способности лазать, помогала им сохранять устойчивость в состоянии покоя и давала более сильные рычаги для прокалывания через морда.[1]

Смотрите также

  • Issus (род), у цикадок недавно был обнаружен механизм «биологической передачи» на стадии нимфы.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Технологический институт Карлсруэ (источник) (5 июля 2011 г.). «Природа использует винты и гайки: ранее неизвестная костно-мышечная система обнаружена долгоносики». Science Daily. Получено 25 июля 2011.
  2. ^ а б c ван де Камп, Томас; Вагович, Патрик; Баумбах, Тило; Ридель, Александр (1 июля 2011 г.). «Биологический винт в ноге жука». Наука. 333 (6038): 52. Bibcode:2011Наука ... 333 ... 52В. Дои:10.1126 / science.1204245. PMID  21719669.
  3. ^ а б c Тененбаум, Дэвид Дж. (30 июня 2011 г.). «Встречайте биологический винт». Почему файлы. Получено 25 июля 2011.
  4. ^ а б c Росс, Валери (30 июня 2011 г.). «Увеличивая колени жуков, биологи находят крошечные винты и гайки». Обнаружить. Получено 22 мая 2011.
  5. ^ а б Браун, Марк (5 июля 2011 г.). "У долгоносика болты и гайки в ногах". Проводная Великобритания. Получено 25 июля 2011.