Один оставшийся без ответа вопрос, который очаровал исследователей: сила этого прилипания определена гекконом, или это так или иначе внутреннее клейкой системе? Другими словами, действительно ли это прилипание – результат всего животного, начинающего его?
Или действительно ли прилипание «существенно пассивно», его сила, следующая из пути просто работа подушек пальца ноги?Биологи в Калифорнийском университете, Риверсайд теперь провел эксперименты в лаборатории на живых и мертвых гекконах, чтобы определить ответ. Их эксперименты показывают, впервые, что мертвые гекконы могут придерживаться с той же самой силой как живущие гекконы.У результатов исследования, представляясь онлайн 3 декабря в Письмах о Биологии, могли быть применения в области робототехники.
«Относительно гекконов, будучи липким не требует усилия», сказал Тимоти Э. Хигем, доцент биологии, который провел исследование вместе с Уильямом Дж. Стюартом, постдокторским исследователем в его лаборатории. «Мы нашли, что мертвые гекконы поддерживают способность придерживаться с той же самой силой как живущие животные, устраняя идею, что сильное прилипание требует активного контроля. Смерть не затрагивает ни движения, ни положения цепляющихся ног геккона.
Мы не нашли различия в клейкой силе или движении цепляющихся цифр между нашим прежде – и экспериментами после-того,-как-смерти».Хигем объяснил, что были предложения в литературе много лет, что прилипание геккона в organismal или целое животное, уровень (где неповрежденное животное начинает прилипание) требует, чтобы активный компонент, такой как деятельность мышц выдвинул ногу и пальцы ног на поверхность, чтобы увеличить прилипание.
Это, однако, никогда не проверялось.Хигем и Стюарт взяли проблему и проверили гипотезу. Исследователи использовали новое устройство, включающее систему натяжения, которой управляют.
Это устройство применяется, повторяемые и устойчиво увеличивающиеся силы натяжения к ноге геккона в стригут. Определенно, меры по устройству цепляется, таща ногу геккона способом, которым высоко управляют, вдоль вертикального акрилового листа, в то время как одновременная запись стрижет прилипание с видеокамерами.Эксперименты показали, что клейкая сила или движение ноги геккона, когда потянули вдоль вертикальной поверхности были столь же высокими и переменными, когда геккон был жив и немедленно – в течение 30 минут – после смерти.Гекконы могут подняться на множество поверхностей, включая гладкое стекло.
Их липкие пальцы ног вдохновили поднимающиеся устройства, такие как перчатки Человека-паука. Подушки пальца ноги на нижней стороне ног геккона содержат крошечные похожие на волосы структуры, названные остями. Ости придерживаются поверхностей, с которыми связываются, через фрикционные силы, а также силы между молекулами, названными силами Ван-дер-Ваальса. Эти крошечные структуры так сильны, что ости на единственной ноге могут поддержать 20 раз массу тела геккона.
Эксперименты, которыми управляют, которые выполнили исследователи, первые, чтобы показать, что мертвые животные поддерживают способность придерживаться с той же самой силой как живущие животные. Результаты опровергают понятие, что действия живущим гекконом, такие как вербовка мышц или нервная деятельность, требуются для ног геккона произвести силы.
«Идея, что прилипание может быть совершенно пассивным, могла относиться ко многим различным видам прилипания», сказал Хигем. «Это – ясно рентабельный способ остаться постоянным в среде обитания. Например, гекконы могли взгромоздиться на гладкой вертикальной поверхности и сне в течение ночи – или день – не используя энергии».
Новая работа предполагает, что «активный» компонент прилипания геккона – на самом деле сокращение силы прилипания, когда геккон «гиперрасширяет» свои цифры – то есть, лифты их от земли, сворачиваясь только подсказки цифр, в то время как остальная часть ноги остается на поверхности.«Мы нашли, что мертвые животные, более вероятно, испытают повреждение своей клейкой системы, которая предполагает, что активный контроль может на самом деле предотвратить травму», помощь Стюарта. «Другими словами, когда силы становятся слишком высокими, геккон, вероятно, выпускает систему, используя ее мышцы».Исследование было поддержано грантом Higham от Национального научного фонда.
Стюарт, первый автор научно-исследовательской работы, является теперь постдокторским ученым в Лаборатории Уитни для Морской Биологической науки, Флоридском университете.