Биологическое винтовое соединение

Биологический винтовой сустав — это естественная форма винтового сустава , механического устройства, которое сочетает в себе вращательное движение с одноосным перемещением. Александр Ридель из Государственного музея естественной истории Карлсруэ и Томас ван де Камп из Технологического института Карлсруэ. ^{[ 1 ]} обнаружил его у экземпляров Trigonopterus oblongus , долгоносика, найденного в Папуа . ^{[ 2 ]}

Открытие

Анатомическое исследование образцов долгоносика Trigonopterus oblongus , предоставленных Государственным музеем естественной истории Карлсруэ, было проведено с использованием микротомографа в Институте синхротронного излучения (АНКА) Технологического института Карлсруэ . долгоносики имели гайковинтовую , систему тазобедренного сустава Анализ показал что . ^{[ 1 ]}

Механизм

Этот механизм был описан как «вращательное движение в сочетании с одноосным перемещением». ^{[ 3 ]}

Тазобедренный сустав членистоногих состоит из двух частей – тазика (или бедра) и вертела (или головки ноги членистоногого бедренной кости ). ^{[ 4 ]} Тазик у долгоносиков напоминает орех и имеет по внутренней поверхности резьбу с угловым размахом 345°. ^{[ 2 ]}^{[ 4 ]} Вертел напоминает винт. ^{[ 4 ]} Он имеет форму стержня с большим внешним спиральным фланцем с угловым размахом 410 °, превышающим полный круг, который выполняет функцию резьбы. ^{[ 2 ]} Когда мышцы ног жука растягиваются, винт поворачивается. Хотя винтовая резьба обеспечивает очень большой угловой поворот, передние ноги долгоносиков способны поворачиваться на 90°, а задние — на 130°. ^{[ 5 ]}

Долгоносики имеют длину всего 4 миллиметра (0,16 дюйма) и могут сгибать ноги под телом. Размер соединения составляет всего 0,5 миллиметра (0,020 дюйма). ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} До того, как это было обнаружено, все известные тазобедренные суставы основывались либо на системе шаровидных суставов для соединений тазобедренных суставов, как у людей, либо на шарнирах , либо на седельных суставах . ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} Это открытие является первым примером скелетно-мышечной системы в животном мире . ^{[ 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 особенности обеспечило дополнительную гибкость, которая позволила долгоносикам улучшить свои способности к лазанию, сохранять устойчивость в состоянии покоя и иметь более сильные рычаги для прокалывания морды . ^{[ 1 ]}

См. также

Исс , одна из многих цикадок , у которых на стадии нимфы есть механизм «биологической передачи».

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Технологический институт Карлсруэ (источник) (5 июля 2011 г.). «Природа использует винты и гайки: у долгоносиков обнаружена ранее неизвестная опорно-двигательная система» . Наука Дейли . Проверено 25 июля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ван де Камп, Томас; Вагович, Патрик; Баумбах, Тило; Ридель, Александр (1 июля 2011 г.). «Биологический винт в ножке жука». Наука . 333 (6038): 52. Бибкод : 2011Sci...333...52V . дои : 10.1126/science.1204245 . ПМИД 21719669 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Тененбаум, Дэвид Дж. (30 июня 2011 г.). «Знакомьтесь, биологический винт» . Файлы «Почему» . Проверено 25 июля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Росс, Валери (30 июня 2011 г.). «Изучая колени жуков, биологи находят крошечные винты и гайки» . Обнаружить . Архивировано из оригинала 31 августа 2011 года . Проверено 22 мая 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Браун, Марк (5 июля 2011 г.). «У долгоносика в ногах гайки и болты» . Проводная Великобритания . Проверено 25 июля 2011 г.

[ScienceDaily05072011-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Технологический институт Карлсруэ (источник) (5 июля 2011 г.). «Природа использует винты и гайки: у долгоносиков обнаружена ранее неизвестная опорно-двигательная система» . Наука Дейли . Проверено 25 июля 2011 г.

[Science01July2011-2] Jump up to: ^а ^б ^с ван де Камп, Томас; Вагович, Патрик; Баумбах, Тило; Ридель, Александр (1 июля 2011 г.). «Биологический винт в ножке жука». Наука . 333 (6038): 52. Бибкод : 2011Sci...333...52V . дои : 10.1126/science.1204245 . ПМИД 21719669 .

[WhyFiles_30062011-3] Jump up to: ^а ^б ^с Тененбаум, Дэвид Дж. (30 июня 2011 г.). «Знакомьтесь, биологический винт» . Файлы «Почему» . Проверено 25 июля 2011 г.

[Discover-4] Jump up to: ^а ^б ^с Росс, Валери (30 июня 2011 г.). «Изучая колени жуков, биологи находят крошечные винты и гайки» . Обнаружить . Архивировано из оригинала 31 августа 2011 года . Проверено 22 мая 2011 г.

[WiredScience05072011-5] Jump up to: ^а ^б Браун, Марк (5 июля 2011 г.). «У долгоносика в ногах гайки и болты» . Проводная Великобритания . Проверено 25 июля 2011 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]