Multifunkční mandibuly mravenců: Variation in gripping behavior facilitated by specific microstructures and kinematics

Srp 25, 2021
admin

Podlouhlé mandibuly některých druhů mravenců jsou obratné chapadla, která mohou vyvinout širokou škálu sil podle potřeby pro různé úkoly. Náš kombinovaný experimentální a teoretický výzkum odhaluje multifunkčnost čelistí mravence Harpegnathos venator, která je umožněna specifickou mikrostrukturou a charakteristickou kinematikou. Nejprve jsme zjistili, že H. venator dokáže strhnout nohu pavouka (Heteropoda venatoria) zavřením svých dlouhých čelistí. Pozorovali jsme, že mravenec obvykle sevře nohu pavouka pomocí distální nebo střední části svých čelistí. Naproti tomu mravenec může vajíčko sevřít proximálními částmi čelistí, aniž by došlo k jeho poškození. Naše výsledky ukázaly, že nohy pavouka jsou vždy zlomené v oblasti coxa-trochanterálního kloubu. Za druhé jsme zjistili, že síla potřebná ke zlomení nohy pavouka může být až 500násobkem hmotnosti těla mravence. Na druhou stranu lze maximální sílu při uchopení vajíčka kontrolovat na méně než 2×10- 6N. Kombinací zobrazování mikrostruktury, kinematického sledování a matematického modelování jsme odhalili, že ostré zuby a husté štětiny na vnitřní straně čelistí určují vysokou adhezní sílu, zatímco konkávní zuby a dvouosá rotace čelistí usnadňují jemné uchopení. Naše zjištění jsme ověřili sestrojením páru umělých čelistí. Tato práce rozšiřuje znalosti o fyziologické multifunkčnosti mravenčích mandibul a poskytuje nové způsoby odhalování multifunkčnosti hmyzích přívěsků pomocí nástrojů mechanické analýzy a souvisejících experimentálních zařízení.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.