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科学家首次在大自然中发现功能性机械齿轮

时间:2017-03-14 17:24来源:中华网 作者:佚名 点击:
科学家有了另一个令人惊讶的发现:他们在大自然中首次发现功能性的机械齿轮。大自然似乎再一次证明它是一个基础科技的首位实现者。

科学家有了另一个令人惊讶的发现:他们在大自然中首次发现功能性的机械齿轮。大自然似乎再一次证明它是一个基础科技的首位实现者。虽然之前大家认为只有人造的机械齿轮,但这个发现证明机械齿轮有进化而来的自然先例。

这张图片显示与稻飞虱(plant hopper)的后肢连结的齿轮。图片来源:Burrows/Sutton

科学家说,这是“在生物结构中首次发现的机械齿轮”。这个机械齿轮是在一种稻飞虱中发现的,这种昆虫在欧洲的花园中很常见。飞虱(Issuscoleoptratus)是一种会跳的昆虫,与跳蚤或蚱蜢相似,它使用带有锯齿弯曲物的关节,这种关节不只连接在一起,它还会旋转,就像机械齿轮一样。这让它的腿在跳跃时能同步,这类昆虫的基本特征让它们能有力地跳跃,如果它们没有这种自然产生的机械齿轮,它们的跳跃将会失去控制。

报告内容指出,飞虱内部的齿轮与所有脚踏车在工程方面有明显相像之处,与所有汽车的齿轮箱也有相似之处。另外,科学家揭露,飞虱内部的每一个齿轮齿的尖端都是圆角,这些圆角是与齿轮条连接之处,这个特征诡异地与人造齿轮极为相似。

来自剑桥大学的动物学家、研究领导人Malcolm Burrows说:“这个齿轮状的生物结构(从一个零件传送能量到另一个零件的内部机制)被首次发现。”

主笔作者,来自剑桥大学动物学系的Malcolm Burrows教授说:“这样精确的同步不可能透过神经系统实现,神经脉冲会花太多时间在所需的紧密协调上。

齿轮飞虱:

MalcolmBurrows教授:“因为机械齿轮的发展,飞虱只要传送神经讯号到它的肌肉,产生大约等量的力量,然后当一只腿开始推动跳跃,齿轮就会产生连锁反应,产生完全同步的动作。对飞虱来说,骨架是用来解决复杂问题的,也就是用来解决那些脑部和神经系统无法解决的事。这让我们知道,考虑各种不同动作中的骨架性质是很重要的。”

来自布里斯托大学的共同作者Gregory Sutton补充:“我们通常将齿轮想成人为设计的机械。但是我们已经知道那是因为我们看得还不够多。这些齿轮没有经过设计,它们是由进化产生。这显示在动物世界中,有高速且精准的机械为了同步而进化。”

科学家揭露,每个在飞虱中发现的齿轮条大约有400微米长,含有十到十二个齿轮齿。另外,在每条腿中的齿轮的两侧,含有同样数量的齿轮齿,这让齿轮比为一比一。

(责任编辑:水土不服)
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