Цинковки — единственные известные существа, обладающие зубчатым механизмом. Иссус жесткокрылый является первым типом цикадки, формально описывающим его зубчатый механизм. Большинство видов под Полученный род встречается в Европе, на Ближнем Востоке и в Северной Африке.
Согласно новому исследованию, Issus coleoptratus, прыгающее по растениям насекомое, является первым живым существом, у которого есть функциональные механизмы. Когда насекомое прыгает, две взаимосвязанные шестерни на его задних лапах помогают синхронизировать ноги.
Механизмы Planthopper для прыжков
Каждая нога имеет изогнутую полоску из 10–12 зубцов, которые прикрепляются к вертлугу насекомого. Малкольм Берроуз описал эти структуры в 1957 году, но никто не продемонстрировал, что шестерни работают.
Задние ноги насекомых могут быть устроены двояко. Ноги кузнечиков и блох движутся в разных плоскостях по бокам их тел, в то время как ноги чемпионов по прыжкам насекомых, таких как цикадки, двигаются в одной плоскости под их телами. В результате ноги цикадки должны быть плотно сцеплены.
Если бы была небольшая разница во времени между ногами, то тело начало бы вращаться.
Малкольм Берроуз, заслуженный профессор нейробиологии Кембриджского университета, Великобритания
Согласно результатам исследования, подробно описанным в выпуске журнала Science от 13 сентября, шестерни синхронизируют движения задних ног с точностью до 30 микросекунд друг от друга, что намного быстрее, чем может достичь нервная система.
Берроуз заметил, что шестерни время от времени проскальзывали друг мимо друга, но когда они, наконец, сцепились, две ноги синхронизировались.
Берроуз экспериментировал с мертвой цикадкой: когда он тянул ее за одну ногу, обе ноги быстро вытягивались. Таким образом, он утверждает, что механика костной системы может самостоятельно синхронизировать ноги. (Источник: Живая наука)
Какие механизмы есть у неполовозрелых цикад?
Только у неполовозрелых цикад, или нимф, зубцы теряются во время последней линьки. Взрослые цикадки достигают того же эффекта, что и шестеренки, за счет трения между ногами.
По словам Берроуза, взрослые особи могут бросить свои шестеренки, потому что зубья шестеренки могут сломаться, что поставит под угрозу выживание насекомого. Нимфы сбрасывают свой экзоскелет пять или шесть раз до взрослой жизни и могут восстанавливать повреждения, тогда как взрослые особи имеют только одно тело.
У взрослых более крупные и жесткие тела, поэтому трение может быть для них более эффективным способом синхронизации ног.
Очень интересно наблюдать, как одна за другой компоненты человека, машиностроения обнаруживаются и в живом мире.
Александр Ридель, куратор Государственного музея естественной истории Карлсруэ в Германии
Есть несколько других животных, которые имеют структуру, похожую на шестеренку. Как следует из названия, зубчатая черепаха имеет на панцире декоративную шестеренку. У некоторых рептилий есть зубчатые сердечные клапаны, которые увеличивают сопротивление кровотоку. Кроме того, у некоторых насекомых есть ручки, похожие на шестеренки, которые издают чирикающие звуки. Однако ни одна из этих структур не функционирует как механизм в традиционном понимании.
Берроуз впервые столкнулся с зубчатыми насекомыми в саду своего коллеги в Германии. Он искал их в Англии, но не нашел. (Источник: Живая наука)
Изображение из