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“歯車”を使ってジャンプする昆虫。

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世界中の庭で見つかるありふれた虫に、驚くべき秘密が隠されていた。途方もないジャンプ力を生み出す、自然の“歯車”を備えているという。

















農産物の害虫、ウンカ類(学名:Issus coleoptratus)の幼虫は、ジャンプ1回で約1メートル飛ぶ。後足に溝でかみ合う歯が並んでおり、この“歯車”を使って高速ジャンプ中の足の動きを調整しているという。

跳躍中、2本の後足は互いに30マイクロ秒ずつ動く(ちなみにバッタは2~3ミリ秒)。そして、ウンカの幼虫は秒速3メートルのハイスピードで空中を飛翔する。

動きを緊密に制御するこの歯車がなかったら、片方の後足をもう一方の足より前に出した途端、空中で身体が回転してしまうという。

動物の動きを研究しているイギリス、ケンブリッジ大学研究員マルコム・バロウズ(Malcolm Burrows)氏は、「“歯車”を連動させる例は初めて」とその驚きを語る。

動物にも歯車のような構造の例がある。しかし、トゲヤマガメ(学名:Heosemys spinosa)の甲羅の縁などは、「あくまでも装飾的で“歯車”としての機能はない」とバロウズ氏。
 
また、ワニ類の心臓には血流を制御する歯車のような弁がある。しかし、複数の歯車を組み合わせて動きを同期させる例は動物界の新発見だ。

ただし昆虫の歯車の構造は、機械部品のように左右対称ではない。

「ウンカ類の歯車は、ジャンプ直前に機能する」とバロウズ氏は話す。また歯すじが歪んでいるので、回転するのは一方向だという。

◆成体には歯車なし

幼虫が重宝する歯車は、脱皮すると役に立たなくなると言う。成体は代わりに、“摩擦”という戦略を取っている。胴体に最も近い後足の一部を互いに擦り合わせて、動きを同期させているのだ。

なぜ成体の歯車は用無しになるのか。成体になるまでに5~6回の脱皮を重ねる幼虫は、歯すじが傷ついても次の脱皮で交換できる。しかし、成体はそれ以上脱皮しないからだとバロウズ氏は推測する。

「脱皮した次の日に歯車が傷ついたら、残りの人生は壊れた歯車を抱えて生き続けなければならない。捕食動物から上手に逃げられなくなれば、その一生はかなり短くなるだろう」とバロウズ氏。

◆5歳の孫が活躍

バロウズ氏は、ウンカ類の幼虫がこのようなユニークなメカニズムを備えているとは予想していなかった。当初は、すばらしいジャンプの仕組みを知りたいと関心を寄せ、技術者のグレッグ・サットン(Greg Sutton)氏と協力、ケンブリッジ大学で秘密の解明に乗り出した。

しかし、自宅の庭で研究対象を探しても、なかなか見つからない。そこで2010年、5歳の孫息子に目的の幼虫の写真を見せて、助けを求めることにした。

「数日後に電話がかかってきた。“うちの庭で見つけたよ!”と興奮した様子でね」とバロウズ氏は目を細める。彼のような幼い“研究者”でも、エキサイティングな科学の新発見に貢献できるようだ。

今回の研究結果は、9月13日発行の「Science」誌に発表された。


■source:
【“歯車”を使ってジャンプする昆虫 - 速報:@niftyニュース】














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