Шеи муравьев выдерживают нагрузки, в 5000 раз превышающие их собственный вес
Всем известно, что муравьи носят на себе грузы, весящие в десятки раз больше них самих. Американские исследователи решили изучить этот факт с точки зрения инженеров – «разобрав» муравья на «запчасти». Выяснилось, что шея обычного американского муравья выдерживает давление в 5,000 раз выше, чем его собственный вес!
«Здесь, как и с любой другой механической системой: если вы хотите понять, как что-то работает, надо для начала это разобрать. Звучит жестоко, правда – но муравьев мы сначала усыпили», - рассказывает Карлос Кастро (Carlos Castro), профессор общего машиностроения и авиакосмической техники Университета штата Огайо.
Для своего эксперимента Кастро выбрал аллеганского муравья (Formica exsectoides), который не пользуется репутацией силача. Ученые «засняли» несколько особей электронным микроскопом и компьютерным томографом, потом заморозили их и приклеили к специальной центрифуге – для измерения силы, необходимой для деформации шеи и отделения головы муравья от тела. По принципу своей работы она похожа на быстрые карусели, где центробежная сила прижимает пассажиров к креслу, пока они с огромной скоростью летят вниз.
Головы муравьев были приклеены к середине центрифуги – пока она раскручивалась, их тела вытягивались наружу, пока шеи не ломались. Аппарат разгонялся до скорости сотни оборотов в секунду, всё сильнее давя на тело муравья. Когда эти силы достигли уровня, соответствующего 350 массам тела животного, шейный сустав начал растягиваться, а тело – удлиняться. В итоге шеи муравьев ломались при давлении сил, в 3400-5000 раз превышающих среднюю массу тела (по прогнозам исследователей, этот показатель не должен был превышать 1000).
Ученые надеются, что такие механические эксперименты с анатомией муравья окажутся полезными при создании роботов будущего.
Исследование представлено в журнале Journal of Biomechanics.
По материалам Nature World News.
Артём Космарский nauka21vek.ru