I Planthopper sono le uniche creature conosciute che possiedono un meccanismo a ingranaggi. Il Isso coleoptrato è il primo tipo di planthopper a descrivere formalmente il suo meccanismo a ingranaggio. La maggior parte delle specie sotto il Isso genere si trovano in Europa, Vicino Oriente e Nord Africa.
Secondo un nuovo studio, l'Issus coleoptratus, un insetto saltatore di piante, è la prima creatura vivente ad avere ingranaggi funzionali. Quando l'insetto salta, i due ingranaggi ad incastro sulle zampe posteriori aiutano a sincronizzare le gambe.
Gli ingranaggi di Planthopper per saltare
Ogni gamba ha una striscia curva da 10 a 12 denti dell'ingranaggio che si attacca al trocantere dell'insetto. Malcolm Burrows descrisse queste strutture nel 1957, ma nessuno aveva dimostrato che gli ingranaggi funzionassero.
Le zampe posteriori degli insetti possono essere disposte in due modi. Le zampe delle cavallette e delle pulci si muovono su piani diversi ai lati del corpo, mentre le zampe dei campioni di insetti saltatori, come le cavallette, si muovono sullo stesso piano sotto i loro corpi. Di conseguenza, le gambe del planthopper devono essere saldamente accoppiate.
Se ci fosse una leggera differenza di tempo tra le gambe, il corpo inizierebbe a girare.
Malcolm Burrows, Professore Emerito di Neurobiologia all'Università di Cambridge nel Regno Unito
Secondo i risultati dello studio, dettagliati nel numero del 13 settembre della rivista Science, gli ingranaggi sincronizzano il movimento delle zampe posteriori entro circa 30 microsecondi l'uno dall'altro, il che è molto più veloce di quanto potrebbe raggiungere il sistema nervoso.
Burrows ha notato che gli ingranaggi a volte scivolavano l'uno sull'altro, ma quando finalmente si sono agganciati, le due gambe si sono sincronizzate.
Burrows ha sperimentato su un planthopper morto: quando ha tirato una delle sue gambe, entrambe le gambe si sono estese rapidamente. Pertanto, afferma che i meccanismi del sistema scheletrico possono sincronizzare le gambe da soli. (Fonte: Scienza dal vivo)
Che tipo di ingranaggi fanno i planthopper immaturi?
Solo i planthopper immaturi, o ninfe, hanno gli ingranaggi persi durante la muta finale. I planthopper adulti ottengono lo stesso effetto degli ingranaggi usando l'attrito tra le gambe.
Secondo Burrows, gli adulti possono abbandonare i loro ingranaggi perché i denti degli ingranaggi possono rompersi, mettendo in pericolo la sopravvivenza dell'insetto. Le ninfe perdono il loro esoscheletro cinque o sei volte prima dell'età adulta e possono riparare il danno, mentre gli adulti hanno un solo corpo.
Gli adulti hanno corpi più grandi e più rigidi, quindi l'attrito può essere un modo più efficace per sincronizzare le gambe.
È molto emozionante vedere uno dopo l'altro componenti dell'ingegneria meccanica umana che vengono scoperti anche nel mondo vivente.
Alexander Riedel, curatore del Museo statale di storia naturale di Karlsruhe in Germania
Ci sono alcuni altri animali che hanno strutture simili a ingranaggi. Come suggerisce il nome, la tartaruga a cremagliera ha un ingranaggio decorativo sul guscio. Alcuni rettili hanno valvole cardiache a ruota dentata, che aumentano la resistenza al flusso sanguigno. Inoltre, alcuni insetti hanno manopole a forma di ingranaggio che producono suoni cinguettanti. Tuttavia, nessuna di queste strutture funziona come un ingranaggio nel senso tradizionale.
Burrows ha incontrato per la prima volta insetti dalle zampe dentate nel giardino di un collega in Germania. Li ha cercati in Inghilterra ma non li ha trovati. (Fonte: Scienza dal vivo)
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