Детеныши раков-богомолов не щадят противника
Новое исследование, опубликованное 29 апреля в Journal of Experimental Biology, показывает, что личинки филиппинского рака-богомола (Gonodactylaceus falcatus) уже демонстрируют сверхбыстрые движения, характерные для этих животных, даже когда они меньше короткого рисового зерна.
Смертоносный удар с рождения
- Их сверхбыстрые ударные конечности имеют длину менее 1 мм.
- Они развиваются как раз тогда, когда личинка исчерпывает запасы желтка, покидает гнездо и выходит в открытое море.
- Сразу после этого они начинают охотиться на организмы меньше песчинки.
Парадокс скорости: взрослые быстрее
- Хотя личинки ускоряют свои конечности почти в 100 раз быстрее, чем автомобиль Формулы-1, они всё же медленнее крупных взрослых особей.
- Это противоречит теоретическому ожиданию, что меньший размер всегда означает большую скорость.
- "Они производят удивительную скорость и впечатляющее ускорение относительно размера своего тела, но они не так быстры, как взрослые", — говорит Джейкоб Харрисон, ведущий автор исследования.
Механизм "пружины и защелки"
Раки-богомолы достигают сверхбыстрых движений с помощью крошечного механизма, работающего по принципу пружины:
- Мышца сокращается, деформируя крошечный сегмент экзоскелета.
- Это позволяет накопить упругую энергию в заблокированном суставе.
- Когда защелка высвобождается, экзоскелет возвращается в естественное положение, с огромной скоростью выбрасывая конечность вперёд.
Биология против теории
Инженерные и физические модели предсказывают, что меньшие организмы, имеющие меньшую массу для перемещения, должны быть быстрее более крупных. Личинки раков-богомолов показывают, что биология не всегда следует теории.
- "Теоретически они должны производить наивысшее ускорение, но мы этого не наблюдаем", — отмечает Харрисон.
- Расхождение может быть связано с несколькими факторами: мышцы личинок могут быть слишком малы для эффективной зарядки очень жёсткой "пружины", или сопротивление воды при их малом размере может быть слишком велико.
Прозрачное окно в механику
Личинки представляют особый интерес не только из-за размера, но и из-за отсутствия цвета.
- Взрослые особи имеют непрозрачный экзоскелет, что делает невозможным наблюдение за работой механизма в действии.
- Экзоскелет личинок намного тоньше и полностью прозрачен, что позволяет исследователям в микроскоп точно увидеть, как животные накапливают упругую энергию.
- "Это устраняет предположения и позволяет понять механизм в более тонком масштабе", — поясняет Харрисон.
Таким образом, личинки раков-богомолов интересны вдвойне: они демонстрируют расхождения между физикой и биологией и предлагают уникальную возможность лучше понять механизм сверхбыстрых движений.