Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Podczas poruszania się po płaskich powierzchniach węże wykorzystują zarówno tarcie łusek, jak i redystrybucję ciężaru ciała.

Łuski na brzuchu są ułożone w taki sposób, że zapobiegają cofaniu się oraz ześlizgiwaniu na boki. Nadają ruchowi pożądany kierunek, dzięki czemu wąż może się przemieszczać jak pojazdy na kołach czy człowiek na nartach biegowych bądź łyżwach. We wszystkich tych przypadkach posuwanie się do przodu wymaga mniej pracy niż ślizganie się na boki – wyjaśnia szef zespołu David Hu z Georgia Institute of Technology, który współpracował m.in. z naukowcami z New York University.

Ekipa skupiła się przede wszystkim na anizotropii tarciowej łusek brzucha, czyli na oporze związanym ze ślizganiem się w określonych kierunkach. Już wcześniej sugerowano, że ta ich właściwość może odgrywać ważną rolę w poruszaniu się po płaskich powierzchniach, lecz dotąd jej jeszcze w pełni nie rozpoznano.

Na początku inżynierowie stworzyli teoretyczny model ruchów węża. Określił on prędkość środka ciężkości gada jako funkcję prędkości i skali wygięć. Model sugerował, że ruch pojawia się wskutek interakcji tarcia powierzchniowego i sił działających wewnątrz ciała zwierzęcia.

By potwierdzić lub obalić te przypuszczenia, akademicy zmierzyli opór ślizgowy łusek węża podczas poruszania się po płaskich i nachylonych powierzchniach. Eksperymenty nagrano, zastosowano też fotografię poklatkową. Okazało się, że model był trafny i sprawdzał się w większości przypadków.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane.
      Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają.
      Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa.
      Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano.
      Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia.
      Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne.
      Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Trzyletnia dziewczynka zmarła, gdy nieświadoma ukąszenia przez węża matka nakarmiła ją piersią.
      Trzydziestopięciolatkę z indyjskiego stanu Uttar Pradesh ugryzł podczas snu wąż. Nieświadoma tego kobieta obudziła się i nakarmiła swoją 3-letnią córkę.
      Matka i córka źle się poczuły i zmarły, nim trafiły do szpitala. Inspektor policji Vijay Singh podkreśla, że rodzina widziała węża w jednym z pomieszczeń, ale nie udało się go schwytać.
      Choć zaplanowano sekcję zwłok, zgon zaklasyfikowano już jako wypadek.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kobiety, które właśnie skończyły jajeczkować, wykrywają węże lepiej niż na jakimkolwiek innym etapie cyklu miesiączkowego.
      Nobuo Masataka z Uniwersytetu w Kioto badał odruchy 60 zdrowych kobiet w wieku 29-30 lat. Na 3 etapach cyklu paniom pokazywano 9 zestawionych w macierz 3x3 fotografii: na 8 znajdowały się wyłącznie kwiaty, a na 9. wąż w kwiatach. Okazało się, że w porównaniu do wczesnej i późnej fazy folikularnej, czas reakcji ulegał w fazie lutealnej znacznemu skróceniu.
      U kobiet odruch strachu wzmacnia się w okresie, gdy mogą być w ciąży. Wcześniejsze badania wykazały, że nie tylko dorośli, ale także przedszkolaki i dzieci w wieku 8-14 miesięcy, a nawet nieczłowiekowate naczelne szybciej wykrywają na czarno-białych zdjęciach węże niż kwiaty. Japończycy podkreślają, że ich badania to pierwsza demonstracja "wewnątrzjednostkowej" zmienności aktywności modułu strachu.
      Poprawiona zdolność wyszukiwania wzrokowego ma związek ze wzmożoną lękowością fazy lutealnej. Przyczyn należy upatrywać w podwyższonym poziomie progesteronu i estradiolu. Progesteron wybiórczo zwiększa reaktywność ciała migdałowatego. Ponieważ niedawne badania obrazowe pokazały, że pod koniec fazy folikularnej spada aktywność amygdala, co ma związek z podwyższonym stężeniem estradiolu we krwi, Japończycy postulują, że lepsza wykrywalność węży po owulacji musi stanowić łączny efekt działania progesteronu i estradiolu. W fazie lutealnej rośnie też poziom kortyzolu, co odpowiada za zniekształcenie uwagowe w kierunku zagrażających bodźców.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
      Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
      Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
      Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
      Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Węże potrafią kontrolować każdą ze swych łusek z osobna, dzięki czemu mogą się chwytać szorstkich powierzchni i wspinać.
      Biolodzy wiedzieli o biernym mechanizmie [zachodzących na siebie łuskach o muszelkowatym kształcie], lecz o aktywnym nie mieli pojęcia - podkreśla Hamid Marvi, doktorant z Georgia Institute of Technology.
      Amerykanie znieczulali węża zbożowego i pozwalali mu się bezwładnie ześlizgiwać z rampy. Naukowcy sprawdzali, jak mocno trzeba nachylić kładkę, by zwierzę zaczęło się zsuwać. Gdy eksperyment powtarzano z przytomnym gadem, współczynnik tarcia był 2-krotnie wyższy, co sugeruje, że dzięki czuciu wąż mógł uruchomić system zapewniający mu dodatkową przyczepność.
      Kiedy analizowano zbliżenie brzucha, okazało się, że węże dobierają kąt natarcia każdej z łusek, który zapewnia najlepsze przyleganie do powierzchni.
      Odkrycia dotyczące sposobów poruszania się węży wspomogą prace nad robotami ratunkowymi. Maszyna zdatna do pracy na wszystkich typach ukształtowania terenu musi być giętka, by móc się przesuwać po nierównościach oraz nie za duża, by wciskać się w szczeliny. Przydałaby się także umiejętność wspinania. Współczesne roboty radzą sobie z częścią wymienionych zadań, ale większość "pożera" dużo energii i podlega przegrzewaniu. Wykorzystując łuski do kontroli tarcia, węże potrafią [natomiast] pokonać duże odległości na niewielkich ilościach energii.
      Podczas eksperymentów Marvi nagrał w sumie ruchy 20 gatunków węży z zoo w Atlancie. Później skonstruował Scalybota 2. Zademonstrował go w styczniu na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston. Podczas ruchu prostoliniowego wąż nie musi wyginać ciała na bok, by się przesunąć. Unosi swoje brzuszne łuski i sunie do przodu, przesyłając od głowy ku ogonowi falę mięśniową. Ruch prostoliniowy jest bardzo wydajny i szczególnie przydatny podczas pokonywania szczelin, a to bezcenna umiejętność dla robotów ratowniczych.
      Scalybot 2 automatycznie zmienia kąt ustawienia łusek w zależności od rodzaju terenu i stoku. Pozwala mu to na zwalczanie albo generowanie tarcia. Czterosilnikową maszynę kontroluje się za pomocą dżojstika.
×
×
  • Create New...