Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z Cambridge University stworzyli specjalną powłokę, przez którą odnóża owadów niszczących rośliny uprawne, żywność czy elementy konstrukcyjne domów wpadają w poślizg. W ten sposób ani karaczan, ani termit nie wespną się na żadną powierzchnię i będą raczej przypominać człowieka walczącego o odzyskanie równowagi pod prysznicem.

Nowy odstraszacz to dzieło Jana-Henninga Dirksa, Christofera Clemente'a i Waltera Federle'a z uniwersyteckiego Wydziału Zoologii. Ma on co najmniej kilka zalet: jest tani, łatwy w aplikacji, wytrzymały, nietoksyczny i bezpieczny dla środowiska.

Owady potrafią wspiąć się na niemal każdą naturalną i sztuczną powierzchnię, ponieważ na ich stopach znajdują się poduszeczki (łac. arolia albo pulvilli). Pokrywają je włoski wydzielające kleistą emulsję o konsystencji keczupu. Przyglądając się poduszeczkom uważniej, zoolodzy zauważyli, że pewna powłoka zmieniała właściwości opisywanej substancji. Wskutek tego lepka wydzielina zamieniała się w smar i owady zaczynały się po niej ślizgać.

Dzięki wykorzystaniu mikroskopowej metody odbiciowej (ang. interference reflection microscopy, IRM) zespół stwierdził, że żywica poliimidowa "wysysała" z owadziej wydzieliny wodę, pozostawiając z niej jedynie śliską tłustą warstewkę.

Na początku wpadliśmy na trop tych właściwości powierzchniowych przypadkowo, ale już wkrótce zdaliśmy sobie sprawę, że może to być coś bardzo użytecznego – tłumaczy Jan-Henning Dirks.

Nagranie wideo z eksperymentów laboratoryjnych pokazuje, że owady próbujące sięgnąć do skórki z jabłka zawieszonej na pokrytej teflonem szklanej rurce robiły to bez przeszkód. Gdy jednak identyczną rurkę pokrywano nowym materiałem, ciągle się obsuwały. Okazało się, że po jego wykorzystaniu ich odnóża osiągały średnio 40% przyczepności (wyrażonej za pomocą sił tarcia) ze scenariusza z wykorzystaniem teflonu.

Powłoka ekipy z Cambridge ogranicza ruchy wielu owadów, w tym mrówek, karaczanów, termitów i szarańczy. Oznacza to zmniejszenie szkód, czyli korzyści ekonomiczno-zdrowotne, a ze względu na mechanizm działania samym owadom nie dzieje się żadna krzywda. Rozwiązanie zostało opatentowane, obecnie akademicy szukają partnera, który pomoże im w komercjalizacji produktu.

Ponieważ woda absorbowana przez żywicę szybko wyparowuje, warstwa chroniąca przed nieproszonymi gośćmi właściwie nie musi być nigdy wymieniana. Jak podkreśla Dirks, w przyszłości należy sprawdzić, czy autorski pomysł sprawdza się w przypadku much, gekonów czy skorków, które wykorzystują nieco inne substancje przytwierdzające.

 

Giving cockroaches the slip from Cambridge University on Vimeo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

może nie tyle się pozbędziemy, co będziemy mieli robactwo na podłodze zamiast na ścianach czy suficie ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Szkoda, że filmik prezentuje jedynie momenty utraty przyczepności na nowej powłoce, a nie tak jak przy klasycznej powierzchni także przebieg wchodzenia, bowiem widać, że jednak dość wysoko udało im się wspiąć.

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W bursztynie ze środkowej kredy zachował się chrząszcz z pyłkiem na pokrywających go włoskach. Wygląda więc na to, że mutualizm schylikowatych i okrytonasiennych występował już co najmniej 99 mln lat temu. Znaleziska dokonał amerykańsko-chiński zespół, który w tym samym złożu z północnej Mjanmy natrafił na pierwszy przypadek amonita w bursztynie.
      Autorzy raportu z pisma PNAS podkreślają, że odkrycie przesuwa najstarszy udokumentowany przypadek zapylania okrytonasiennych przez owady o ok. 50 mln lat. Wcześniejsze najstarsze bezpośrednie dowody wiązały się przedstawicielami prehistorycznego plemienia pszczół Electrapini ze środkowego eocenu z miejscowości Eckfeld i Messel w Niemczech (sprzed, odpowiednio, 48 i 45 mln lat).
      Analizą morfologiczną 62 ziaren pyłku z Mjanmy zajmował się David Dilcher, emerytowany profesor Uniwersytetu Indiany. Wg niego, kształt i struktura pyłku wskazywały, że wyewoluował w taki sposób, by przenosić się w wyniku kontaktu z owadami. Twierdząc tak, Dilcher powoływał się na rozmiar ziaren, ich "ornamentację" oraz zdolność zbijania się w grudki.
      Pyłek przedstawiciela dwuliściennych nie był wcale łatwy do wykrycia. Udało się to dopiero za pomocą mikroskopu konfokalnego.
      Chrząszcz znajdujący się w bursztynie to nowy gatunek. Naukowcy nadali mu łacińską nazwę Angimordella burmitina. Jego zapylającą rolę potwierdzono, opierając się na kilku fizycznych cechach, w tym na budowie aparatu gębowego czy na pokroju ciała. Ujawniono je za pomocą mikrotomografii komputerowej.
      Wiek nowej skamieniałości określono, bazując na wieku innych znanych fosyliów z tej samej lokalizacji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Latem zeszłego roku Jeff Weakley z Florydy zauważył wybrzuszenie na swojej stopie. Ponieważ ostatnimi czasy więcej biegał, myślał, że to pęcherz. Początkowo w ogóle się tym nie przejął, ale gdy zmiana nadal rosła, otworzył ją i ku swojemu zaskoczeniu znalazł fragment zęba rekina, który ugryzł go w 1994 r. podczas surfowania przy Flagler Beach.
      Najpierw Weakley chciał sobie zrobić z fragmentu zęba wisiorek, w pewnym momencie przeczytał jednak, że analizując DNA z zęba wyjętego z nogi ofiary, naukowcy z Florida Program for Shark Research zidentyfikowali gatunek rekina odpowiedzialnego za pogryzienie u wybrzeży stanu Nowy Jork. Pomysł z wisiorkiem został więc błyskawicznie zarzucony i Weakley skontaktował się z Florydzkim Muzeum Historii Naturalnej.
      Byłem bardzo podekscytowany możliwością identyfikacji rekina, bo zawsze chciałem wiedzieć [co mnie wtedy ugryzło]. Przez chwilę się wahałem, bo pomyślałem, że mogą mi powiedzieć, że padłem ofiarą makreli albo ryby z rodziny belonowatych, a to byłoby naprawdę upokarzające.
      Koniec końców okazało się jednak, że mężczyzna został ugryziony przez żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus).
      Choć tak naprawdę właściwie nikt nie był zaskoczony wynikiem (gdy do pogryzienia dochodzi na Florydzie, często odpowiada za nie właśnie C. limbatus), czymś niespodziewanym okazał się stan samego DNA. Przez ponad 24 lata układ odpornościowy Weakleya powinien je zniszczyć, dlatego Gavin Naylor i Lei Yang, menedżer jego laboratorium, oceniali szanse na powodzenie przedsięwzięcia jako bardzo małe lub żadne. Okazało się jednak, że byli w błędzie.
      Najpierw Yang oczyścił ząb, usunął część szkliwa i wyskrobał miazgę. Potem wyekstrahował z tkanki DNA i je oczyścił. Po kilku kolejnych etapach wstępnej obróbki porównał docelowe sekwencje z 2 bazami danych genetycznych rekinów i płaszczek. W ten sposób okazało się, że Weakley, wydawca magazynu Florida Sportsman, padł ofiarą żarłacza czarnopłetwego.
      Ponieważ w ok. 70% przypadków nie wiadomo, jaki gatunek dopuścił się pogryzienia, pozyskanie dokładniejszych danych pozwoliłoby opracować nowe strategie unikania takich sytuacji - podkreśla Yang.
      Po wypadku Weakley bardzo szybko, bo w ciągu paru tygodni, wrócił do wody. Zabezpieczał tylko stopę wodoodpornym bandażem i specjalnym butem. Po ćwierćwieczu co tydzień surfuje i łowi ryby, a napotkane rekiny traktuje jak psy, które potrafią dopiec w czasie joggingu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W warstwie amortyzacyjnej słoniowych stóp (zarówno z przodu, jak i z tyłu) kryje się szósty "palec". Struktura kostna zastanawiała naukowców od ponad 300 lat - często lekceważono ją jako kolejny element chrzęstny - jednak dzięki tomografii komputerowej, histologii i mikroskopowi elektronowemu okazało się, że pomaga ona w podtrzymaniu ciężkiego ciała tych ssaków.
      Szósty palec słoni to de facto masywna trzeszczka, powstała w wyniku kostnienia w obrębie ścięgien. Naukowcy z zespołu doktora Johna Hutchinsona z Królewskiego College'u Weterynaryjnego stwierdzili, że zaszła niejednolita osteogeneza na podłożu chrzęstnym, a palcopodobne twory funkcjonują jak prawdziwe palce.
      Analizując skamieniałości, Brytyjczycy doszli do wniosku, że "prepalce" wyewoluowały ok. 40 mln lat temu, a więc wtedy, gdy słonie stawały się większe i w większym stopniu lądowe. W artykule zamieszczonym w Science, naukowcy stwierdzili, że wczesne trąbowce było raczej stopochodne, podczas gdy u pierwszych słoniowatych wykształciła się morfologia stopy sprzyjająca chodzeniu na czubkach palców, włączając w to prepalce oraz warstwę amortyzacyjną zbudowaną z tkanki chrzęstnej i tłuszczowej.
      Trzeszczka została odkryta w 1706 r. podczas sekcji przeprowadzanej przez szkockiego chirurga. Każdy, kto badał słoniową stopę, był nią zaskoczony. Szybko jednak przechodzono nad tym do porządku dziennego. Hutchinson i inni nie poddali ani nie znudzili się jednak tak szybko, co pozwoliło im ustalić, że szósty palec jest zbudowany z kości, choć ma ona nieregularny i nietypowy układ.
      Prawdopodobnie zaczęło się od niewielkiego wyrostka w tkance, który pierwotnie nie musiał być nawet kością [...]. Wiele zwierząt ma takie struktury i czasem przekształcają się one w kość o zróżnicowanych gatunkowo funkcjach.
      Stopa słonia ma skomplikowaną budowę. Pięć palców znajduje się z przodu, a trzeszczka jest skierowana ku tyłowi (w kierunku pięty), zapewniając dodatkowe podparcie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stopa najszybszych sprinterów jest zbudowana podobnie jak u gepardów czy greyhoundów. Kości z przodu są np. dłuższe niż u osób nieuprawiających biegów krótkodystansowych.
      Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii ustalili, że ich stawy skokowe górne obracają się inaczej w wyniku skrócenia ramienia momentu zgięcia podeszwowego (ang. plantarflexor moment arm, pfMA); pfMA stanowi miarę układu dźwigni.
      Amerykanie badali dwie 8-osobowe grupy. W jednej znajdowali się sprinterzy, którzy regularnie trenowali i brali udział w wyścigach. Druga miała być grupą kontrolną. Wszyscy biegacze trenowali nieprzerwanie od co najmniej 3 lat, u sześciu najlepszy czas w sprincie na 100 m wynosił od 10,5 do 11,1 s. Panom wykonano rezonans magnetyczny prawej stopy i kostki.
      Wyniki pokazały, że budowa stopy i kostki przedstawicieli obu grup nie jest taka sama. Sprinterzy mają znacznie dłuższe kości przodostopia i krótszy pfMA niż niesprinterzy - wyjaśnia Josh Baxter. Z podobnymi cechami można się spotkać także u zwierząt. Te przystosowane do szybkich biegów, takie jak gepard czy greyhound, mają długie przodostopie, krótsze pięty i proporcje stopy zapobiegające szybkim rotacjom stawów. Dla odmiany u zwierząt kopiących, np. kretów, budowa kończyn pozwala na działanie z dużą siłą.
      Jak napisali członkowie zespołu Baxtera w artykule opublikowanym na łamach Proceedings of the Royal Society B, ostatnie badania sprinterów i biegaczy długodystansowych sugerowały, że różnice w proporcjach stopy i pfMA odpowiadają poziomowi wydajności sprintu lub ekonomii biegu. Nie było jednak wiadomo, czy różnice dotyczące ramienia momentu mięśni zależą od zmienionych wzorców działania ścięgien, czy od zmian dotyczących środka rotacji stawu skokowego górnego. Wcześniej bazowano na założeniach dotyczących położenia środka stawu i zewnętrznym pomiarze geometrii kości, dlatego na wyniki mogła wpływać grubość tkanek miękkich. Przy wykorzystaniu MRI nie było już tego problemu.
      Krótszy pfMA u sprinterów okazał się raczej skutkiem położenia środka stawu, a nie wzorców poruszania ścięgna Achillesa. Dzięki modelowi komputerowemu naukowcy stwierdzili, że wzrastający stosunek długości przodo- do tyłostopia pozwala na zwiększenie pracy mięśni zgięcia podeszwowego, a tego właśnie oczekuje się w fazie przyspieszania po wystartowaniu w sprincie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co robią zmiennocieplne komary, by nie przegrzać się w wyniku spożycia dużych ilości gorącej krwi gatunków stałocieplnych? Ronią kilka kropli cennej cieczy. Nie tylko żywią się więc krwią, ale i urządzają sobie krwawe orzeźwiające kąpiele.
      Podczas żerowania na ciepłokrwistym gospodarzu, np. człowieku, komary połykają w krótkim czasie duże ilości gorącej krwi. Zamierzaliśmy ustalić, do jakiego stopnia owady narażają się na ryzyko przegrzania - opowiada Claudio Lazzari z Université François Rabelais. I czemu pozbywają się świeżej krwi, która jest cennym i niebezpiecznym w pozyskiwaniu pokarmem. Intuicyjnie naukowcy z Tours zakładali, że chodzi o chłodzenie, ponieważ choć ciepłota ciała owadów zależy od temperatury otoczenia, to np. pszczoły i mszyce potrafią ją kontrolować za pomocą kropli nektaru czy soku roślin.
      Lazzari i Chloé Lahondère posłużyli się termowizorem. Dzięki temu mogli zaobserwować różnice w temperaturze części ciała komara w czasie żerowania. Okazało się, że temperatura głowy była niemal taka sama jak temperatura jedzonej krwi, jednak pozostałe części owada miały właściwie temperaturę otoczenia. Gdy komary pożywiały się wodą z cukrem, nie zaobserwowano ani różnic w temperaturze (heterotermii), ani chłodzenia wyparnego.
      Blokowanie lub opóźnianie sekrecji cieczy może mieć dwojakiego rodzaju wpływ na fizjologię komarów [autorzy raportu wspominają o równowadze wodnej i termicznej]. Pośrednio oddziałuje to na mikroorganizmy [zarodźce] przenoszone przez komary; chodzi o modyfikację środowiska termicznego, z jakim się stykają. Chronione są zatem owady oraz pasożyty (pierwotniaki) i symbionty.
      Francuzi podkreślają, że owady żywiące się krwią znajdują się w wyjątkowej sytuacji, bo przeżywają stres cieplny przy każdym posiłku. Podczas gdy inne owady tylko od czasu do czasu muszą się przenieść w chłodniejsze miejsce czy dostosować utratę wody. U pożywiających się krwią komarów krople cieczy pojawiają się i są utrzymywane w tylnej części odwłoka.
×
×
  • Create New...