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英初次在蟲豸身上發現功能性機械齒輪結構

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英初次在蟲豸身上發現功能性機械齒輪結構

發布日期:2016-04-12 00:00 來源:http://www.hmayi.cn 點擊:

英國科學家在最新一期《科學》雜誌上頒***文稱,他們在歐洲一種常見的蟲豸身上發現了過往認為隻有在人造機械中才會出現的功能性機械齒輪結構。科學家稱,這是初次在天然界生物體上發現此類結構,表白天然界生物進化成果在某些方麵要遠超人類預感。


伊蘇斯(Issus)是歐洲常見的一種蟲豸,在大多歐洲國家居平易近的花園中皆可見這種蟲豸。英國劍橋大學和布裏斯托大學的科學家應用高速攝像設備和現代解剖技術這種蟲豸幼體的結構和活動方式進行了研究。他們發現,在這些蟲豸幼體的後腿關節上,有著如自行車或汽車變速箱傳動裝配一樣的齒輪結構,其齒輪帶大約有400微米長,輪齒數量在10個到12個之間,在蟲豸進行跳躍時,兩個齒輪帶會同步扭轉,完美咬合,供給同向推力。


論文作者、劍橋大學的馬爾科姆·巴羅斯教授指出,伊蘇斯的雙腿活動速度高達30微秒,這種精確的同步性不成能經過過程神經體係來實現。伊蘇斯應用骨骼結構解決了大腦和神經體係無法解決的題目。它將神經旌旗燈號傳遞給肌肉,產生大致雷同的力量,當一條腿開始擺動,齒輪就會咬合聯動,從而產生盡對的同步性。


伊蘇斯的齒輪結構有著人造機械齒輪的特點,比如每個輪齒與齒輪帶的連接點都有一個圓角,這是人工機械齒輪的特點,可有效減震,防止輪齒斷掉。但它也有與人造機械齒輪不同之處:人造齒輪都是對稱的,以便在扭轉過程中可以或許彼此咬合,而伊蘇斯後腿關節的齒輪結構中,每個輪齒是非對稱的,都向一個發力點曲折,從而為跳躍供給單向動力。


此外,令科學家更感困惑的是,他們隻在伊蘇斯幼體的後腿關節處發現了這種齒輪結構,當幼蟲蛻皮為成蟲後,這齒輪結構就消掉不見了。


齒輪結構在動物界中並不鮮見,如刺山龜(也稱為齒輪龜)的甲殼、車輪蟲的背麵等都呈齒輪狀,但這些結構的功能要麽模糊難解,要麽隨著進化而逐漸損掉,成為一種裝潢型結構。


“蝴蝶直播安卓版下载經常認為像機械齒輪如許的結構隻是人類機械設計的產物,但事實並非如此,蝴蝶直播苹果版下载沒能在生物體上發現它是由於蝴蝶直播苹果版下载不美觀察得不夠”,另一位論文作者、布裏斯托大學的格裏高利·薩頓說。“生物體上的這種齒輪結構不是設計出來的,而是天然進化的結果”。


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