Multifunctional mandibles of ants: Variação no comportamento de agarramento facilitado por microestruturas e cinemáticas específicas

Ago 25, 2021
admin

As mandíbulas alongadas de certas espécies de formigas são garras dextro que podem produzir uma ampla gama de forças conforme necessário para várias tarefas. Nossa pesquisa experimental e teórica combinada revela a multifuncionalidade das mandíbulas do venador Harpegnathos que é facilitada por microestruturas específicas e cinemática característica. Primeiro, descobrimos que o H. venator pode arrancar a perna de uma aranha (Heteropoda venatoria) fechando suas mandíbulas longas. Observamos que a formiga geralmente prende a perna da aranha usando a parte distal ou média de suas mandíbulas. Em contraste, a formiga pode agarrar seu ovo com as partes proximais de suas mandíbulas sem causar danos. Nossos resultados mostraram que as pernas da aranha são sempre fraturadas na articulação coxa-trocanteral. Segundo, descobrimos que a força necessária para fraturar a perna da aranha pode ser de até 500 vezes o peso corporal da formiga. Por outro lado, a força máxima pode ser controlada para menos de 2×10- 6N enquanto se agarra um ovo. Ao combinar imagens de microestrutura, rastreamento cinemático e modelagem matemática, descobrimos que os dentes afiados e as cerdas densas no lado interno das mandíbulas determinam a alta força de adesão, enquanto os dentes côncavos e a rotação biaxial das mandíbulas facilitam o agarramento suave. Validamos nossos resultados com a construção de um par artificial de mandíbulas. Esse trabalho expande o conhecimento da multifuncionalidade fisiológica nas mandíbulas de formigas e fornece novas formas de revelar a multifuncionalidade em apêndices de insetos, aplicando as ferramentas de análise mecânica e os dispositivos experimentais relacionados.

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.