Érdekes felfedezés: Működő fogaskerekeket találtak egy rovar lábán

A fogaskerekek a modern technológia elengedhetetlen részei, óráktól az autómotorokig mindenhol megtalálhatók. Ám úgy tűnik, a természet már ...

A fogaskerekek a modern technológia elengedhetetlen részei, óráktól az autómotorokig mindenhol megtalálhatók. Ám úgy tűnik, a természet már jóval az ember előtt feltalálta őket. Egy új kutatás szerint az Issus coleoptratus nevű ugráló rovarfaj az első ismert élőlény, amelynek lábain működőképes fogaskerekek találhatók.

Fogaskerekek a természetben

Malcolm Burrows, a Cambridge-i Egyetem neurobiológia emeritus professzora és kollégája egy forradalmi felfedezést tett: az Issus coleoptratus nevű rovar hátsó lábain két egymásba illeszkedő fogaskerék található, amelyek az állat ugrását segítik összehangolni.

"Tudomásom szerint ez az első bizonyíték arra, hogy egy állat működő fogaskerekekkel rendelkezik," - mondta Burrows.

A kutatók nagy sebességű videofelvételekkel rögzítették a fogaskerekek mozgását. Amikor a rovar ugrásra készül, a fogaskerekek fogai egymásba kapcsolódnak, akár egy fegyver felhúzásakor. Ezt követően a rovar egyetlen gyors, robbanásszerű mozdulattal elrugaszkodik. Ez a mechanizmus biztosítja, hogy a két hátsó láb tökéletes szinkronban mozogjon.

Miért van szükség fogaskerekekre?

Az ugrórovarok, például a kabócák vagy a bolhák hátsó lábai eltérő módon helyezkednek el. Míg a sáskák és bolhák lábai a testük oldalán, külön síkban mozognak, addig az ugrórovarok, mint az Issus coleoptratus lábai a test alatt, azonos síkban helyezkednek el. Ezért kulcsfontosságú, hogy a lábak mozgása tökéletesen összehangolt legyen.

"Ha a lábak mozgása között csak csekély időeltérés van, a rovar teste forogni kezdhet," – magyarázta Burrows.

A fogaskerekek körülbelül 30 mikroszekundumon belül szinkronizálják a lábak mozgását, ami jóval gyorsabb, mint amit az idegrendszer képes lenne elérni. A kutatás eredményeit a Science folyóirat szeptember 13-i számában publikálták.

Csak a fiatal rovarok kiváltsága

Érdekes módon a fogaskerekek csak az éretlen, nimfa állapotú rovarokban találhatók meg. Az utolsó vedlés során ezek a fogaskerekek eltűnnek, és a felnőtt rovarok a lábak közötti súrlódást használják a mozgás szinkronizálására. Burrows szerint ennek egyik oka az lehet, hogy a fogaskerekek fogai eltörhetnek, ami veszélyeztetné a rovar túlélését. A nimfák ötször-hatszor vedlenek, így képesek kijavítani az esetleges sérüléseket, míg a felnőtteknek egyetlen, végleges testük van.

A felnőtt rovarok nagyobb, merevebb testtel rendelkeznek, így a súrlódás hatékonyabb lehet a lábak szinkronizálására. Emellett a felnőttek szárnyakkal is rendelkeznek, amelyek segíthetik az irányítást repülés közben – jegyezte meg Alexander Riedel, a Karlsruhe-i Természettudományi Múzeum kurátora, aki nem vett részt a kutatásban.

A felfedezés háttere

Burrows először Németországban, egy kollégája kertjében figyelt fel a fogaskerekes lábú rovarokra. Angliában hiába kereste őket, végül 5 éves unokája segítségével talált rájuk a saját kertjében. Ez a történet is bizonyítja, hogy a tudományos felfedezések néha a legváratlanabb helyeken és módokon történnek.

Más "fogaskerekek" a természetben

Bár más állatoknál is találhatók fogaskerék-szerű struktúrák, ezek nem funkcionálnak valódi fogaskerekekként. Például a teknősök páncélján lévő fogaskerék-mintázat csupán dekoratív, és bizonyos hüllők szívbillentyűi is csak hasonlítanak a fogaskerekekre. Egyes rovaroknál a ciripelő hangot létrehozó struktúrák emlékeztetnek fogaskerekekre, de ezek sem működnek mechanikusan.

Ez a felfedezés újabb bizonyíték arra, hogy a természet gyakran olyan megoldásokat talál, amelyek az emberi mérnöki tudást idézik. Az Issus coleoptratus fogaskerekei lenyűgöző példái annak, hogy a biológia és a technológia közötti határok nem is olyan élesek, mint gondolnánk. (1)

(1) - https://www.livescience.com/39577-insects