Multifunctional mandibles of ants: Variation in gripping behavior facilitated by specific microstructures and kinematics – ScienceDirect Multifunctional mandibles of ants: Variation in gripping behavior facilitated by specific microstructures and kinematics

elo 25, 2021
admin

Tietyissä muurahaislajeissa pitkulaiset mandibletit ovat näppäriä tarttujia, jotka pystyvät tuottamaan monenlaisia voimia tarpeen mukaan eri tehtäviin. Yhdistetty kokeellinen ja teoreettinen tutkimuksemme paljastaa Harpegnathos venator -muurahaisen mandibuloiden monitoimisuuden, jota erityiset mikrorakenteet ja tyypillinen kinematiikka helpottavat. Ensinnäkin havaitsimme, että H. venator voi irrottaa hämähäkin (Heteropoda venatoria) jalan sulkemalla pitkät alaleukansa. Havaitsimme, että muurahainen kiinnittää hämähäkin jalan yleensä mandibuloidensa distaali- tai keskiosan avulla. Sitä vastoin muurahainen voi tarttua munaansa mandibuloidensa proksimaalisilla osilla aiheuttamatta vahinkoa. Tuloksemme osoittivat, että hämähäkin jalat ovat aina murtuneet coxa-trochanteral-nivelestä. Toiseksi havaitsimme, että hämähäkin jalan murtumiseen tarvittava voima voi olla jopa 500 kertaa muurahaisen ruumiinpaino. Toisaalta maksimivoima voidaan hallita alle 2 × 10 – 6 N:iin, kun tartutaan munaan. Yhdistämällä mikrorakennekuvausta, kinemaattista seurantaa ja matemaattista mallintamista saimme selville, että terävät hampaat ja tiheät harjakset mandibuloiden sisäpuolella määräävät suuren tarttumisvoiman, kun taas koverat hampaat ja mandibuloiden kaksiakselinen pyöriminen helpottavat hellävaraista tarttumista. Validoimme havaintomme rakentamalla keinotekoisen alaleukaparin. Tämä työ laajentaa tietämystä muurahaisten mandibuloiden fysiologisesta monitoiminnallisuudesta ja tarjoaa uusia tapoja paljastaa hyönteisten lisäkkeiden monitoiminnallisuus soveltamalla mekaanisen analyysin välineitä ja niihin liittyviä kokeellisia laitteita.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.