Mandibilele multifuncționale ale furnicilor: Variația comportamentului de prindere facilitată de microstructuri și cinematică specifice
Mandibulele alungite ale anumitor specii de furnici sunt dispozitive de prindere îndemânatice care pot produce o gamă largă de forțe, după cum este necesar pentru diverse sarcini. Cercetarea noastră combinată, experimentală și teoretică, relevă multifuncționalitatea mandibulelor lui Harpegnathos venator, care este facilitată de microstructuri specifice și de o cinematică caracteristică. În primul rând, am descoperit că H. venator poate smulge un picior de păianjen (Heteropoda venatoria) prin închiderea mandibulelor sale lungi. Am observat că furnica strânge de obicei piciorul păianjenului folosind partea distală sau mijlocie a mandibulelor sale. În schimb, furnica își poate prinde oul cu părțile proximale ale mandibulelor sale fără a provoca daune. Rezultatele noastre au arătat că picioarele păianjenului sunt întotdeauna fracturate la nivelul articulației coxa-trohanteriene. În al doilea rând, am constatat că forța necesară pentru a fractura piciorul păianjenului poate fi de până la 500 de ori mai mare decât greutatea corporală a furnicii. Pe de altă parte, forța maximă poate fi controlată la mai puțin de 2×10- 6N în timp ce apucă un ou. Prin combinarea imagisticii microstructurii, a urmăririi cinematice și a modelării matematice, am descoperit că dinții ascuțiți și peri denși de pe partea internă a mandibulelor determină forța de aderență ridicată, în timp ce dinții concavi și rotația biaxială a mandibulelor facilitează o prindere delicată. Am validat constatările noastre prin construirea unei perechi de mandibule artificiale. Această lucrare extinde cunoștințele despre multifuncționalitatea fiziologică la mandibulele furnicilor și oferă modalități noi de a dezvălui multifuncționalitatea în apendicele insectelor prin aplicarea instrumentelor de analiză mecanică și a dispozitivelor experimentale aferente.
.