Pflanzenzikaden sind die einzigen bekannten Kreaturen, von denen bekannt ist, dass sie einen Getriebemechanismus besitzen. Das Issus coleoptratus ist die erste Art von Pflanzenhüpfer, die ihren zahnradartigen Mechanismus formal beschreibt. Die meisten Arten unter der Problematisch Gattung kommen in Europa, dem Nahen Osten und Nordafrika vor.
Laut einer neuen Studie ist der Coleoptratus Issus, ein pflanzenhüpfendes Insekt, das erste Lebewesen mit funktionierenden Zahnrädern. Wenn das Insekt springt, helfen die beiden ineinandergreifenden Zahnräder an seinen Hinterbeinen, die Beine zu synchronisieren.
Die Ausrüstung des Planthoppers zum Hüpfen
Jedes Bein hat einen gebogenen Streifen mit 10 bis 12 Zahnradzähnen, die an der Trochantera des Insekts befestigt sind. Malcolm Burrows beschrieb diese Strukturen 1957, aber niemand hatte gezeigt, dass die Zahnräder funktionierten.
Die Hinterbeine von Insekten können auf zwei Arten angeordnet werden. Die Beine von Heuschrecken und Flöhen bewegen sich in unterschiedlichen Ebenen an den Seiten ihres Körpers, während sich die Beine von Springinsekten wie Pflanzenzikaden in derselben Ebene unter ihrem Körper bewegen. Daher müssen die Beine der Pflanzenhüpfer fest gekoppelt sein.
Wenn zwischen den Beinen ein kleiner Zeitunterschied bestehen würde, würde der Körper anfangen, sich zu drehen.
Malcolm Burrows, emeritierter Professor für Neurobiologie an der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich
Laut den Studienergebnissen, die in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 13. September aufgeführt sind, synchronisieren die Zahnräder die Bewegung der Hinterbeine innerhalb von etwa 30 Mikrosekunden voneinander, was viel schneller ist, als das Nervensystem erreichen könnte.
Burrows bemerkte, dass die Zahnräder manchmal aneinander vorbeirutschten, aber als sie schließlich einrasteten, wurden die beiden Beine synchronisiert.
Burrows experimentierte mit einer toten Pflanzenzikade: Wenn er an einem ihrer Beine zog, streckten sich beide Beine schnell aus. So behauptet er, dass die Mechanik des Skelettsystems die Beine selbst synchronisieren kann. (Quelle: Live-Wissenschaft)
Welche Art von Zahnrädern haben unreife Planthoppers?
Nur bei unreifen Zikaden oder Nymphen gehen während der letzten Häutung Zahnräder verloren. Erwachsene Pflanzenhüpfer erzielen den gleichen Effekt wie Zahnräder, indem sie die Reibung zwischen ihren Beinen nutzen.
Laut Burrows können Erwachsene ihre Zahnräder verlassen, weil die Zahnradzähne brechen können, was das Überleben des Insekts gefährdet. Nymphen werfen ihr Exoskelett fünf- oder sechsmal vor dem Erwachsenenalter ab und können den Schaden reparieren, während Erwachsene nur einen Körper haben.
Erwachsene haben größere, steifere Körper, daher kann Reibung eine effektivere Methode für sie sein, ihre Beine zu synchronisieren.
Es ist sehr aufregend zu sehen, wie eine Komponente der menschlichen, mechanischen Technik nach der anderen auch in der lebenden Welt entdeckt wird.
Alexander Riedel, Kurator des Staatlichen Museums für Naturkunde Karlsruhe in Deutschland
Es gibt ein paar andere Tiere, die zahnradartige Strukturen haben. Wie der Name schon sagt, hat die Zahnradschildkröte ein dekoratives Zahnrad auf ihrem Panzer. Einige Reptilien haben Zahnrad-Herzklappen, die den Blutflusswiderstand erhöhen. Darüber hinaus haben einige Insekten zahnradähnliche Knöpfe, die zwitschernde Geräusche erzeugen. Keine dieser Strukturen fungiert jedoch als Zahnrad im herkömmlichen Sinne.
Burrows begegnete zum ersten Mal im Garten eines Kollegen in Deutschland zahnbeinigen Insekten. Er suchte sie in England, konnte sie aber nicht finden. (Quelle: Live-Wissenschaft)
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