マンティスのエビは強力なパンチを詰め込んでいます。そして、科学者は、この非常に強いストライキがどのようにして、彼らが暴行するときにエビが自分自身を消し去らない方法をついに理解しました。結局のところ、これらのエビには特別な衝撃的な吸収「シールド」があり、シェルを砕く打撃を与えるときに生き残るのを助けます。
孔雀のマンティスエビのパンチ（odontodactylus scyllarus） 動物による最も強力な自己強力なストライキです。彼らは、ハンマーのような拳またはダクチルクラブを使用して、獲物の殻を粉砕します。ストライキは非常に強く、水族館のガラスを破ることさえでき、.22口径の弾丸に匹敵する力を供給します。
しかし、これらの衝撃的なストライキは多くの力を生み出すため、科学者は、生き物が自分の攻撃によって生み出された激しい衝撃波に耐えることができる方法に困惑しています。
ジャーナルで2月6日に公開された新しい調査で 科学、研究者は、エビのクラブの構造を調べました。彼らの発見は、これらのクラブの微細構造が、損傷を制限するために自然な衝撃吸収体として作用することを明らかにしました。
「私たちはそれがフォノニックメカニズムを使用していることがわかりました – ストレス波を選択的にフィルタリングする構造」 Horacio Dante Espinosa、ノースウェスタン大学の機械工学と生物医学工学の教授は、 声明。 「これにより、エビは複数の影響よりも印象的な能力を維持し、軟部組織の損傷を防ぐことができます。」
強力なパンチ
ピーコックマンティスエビは、ダクチルクラブで生物学的ラッチとスプリングの複雑なシステムを使用して、毎秒75フィート（毎秒23メートル）の速度でパンチを解き放ちます。 2004年 研究 – 目の瞬きよりも50倍速い。
この計り知れないスピードは強力な打撃をもたらすのに役立ちますが、危険な衝撃波も生み出します。
「ストライキは非常に速いため、キャビテーションの泡を作成します。これは、崩壊すると、追加の衝撃波を生成し、効果的に二重の影響をもたらします」とエスピノサは言いました。
以前の研究 ダクチルクラブの微細構造は、これらの衝撃波からエビを保護するのに役立つと理論化されました。
新しい研究では、科学者たちは、高度なレーザーベースの技術を使用してこの理論をテストし、異なる波長がピーコックマンティスシュリンプのダクチルクラブをどのように移動するかを分析しました。
調査結果は、これらのクラブの2つの重要な地域を明らかにしました。彼らは、インパクト地域と定期的な地域である自分のストライキを生き残るのに役立ちます。
衝撃領域は、骨折に対してクラブを強化するヘリンボーンパターンに配置されたキチン繊維の層で構成されています。
この層の下には、層状のキチン繊維のねじれた配置から作られた周期的な領域があります。このタイプのヘリコイド構造はブーリガンド構造として知られており、魚の鱗に見られ、 ロブスターエクソスケルトン 強度と骨折の靭性を提供する。
レーザーテストは、両方の領域を通る音響応力波の速度を測定しました。これらの波は衝撃領域を変えずに通過しましたが、周期領域をさまざまな速度で移動しました。後者の領域が高周波波を分散させて強度を低下させることを示唆しています。
研究者たちはまた、周期的な領域が高周波ショック波を除外したことを発見しました。これは、声明によると、組織に大きな損傷を引き起こす可能性があります。
キャビテーションの泡が崩壊したときに高周波波が生成される可能性があります。
「衝撃イベント中にバブル崩壊によって生成される周波数にこの高頻度を接続しました」とエピノサは言いました。
周期領域の繊維の束は、「フォノニックシールド」のように機能し、積極的にブロック、リダイレクト、散乱波のように機能し、最終的に有害な衝撃波が層を効率的に移動するのを防ぎます。これは、キャビテーションバブルの結果として生じる衝撃波からマンティスエビの繊細な組織を保護します。
「この研究は、マンティスエビのダクチルクラブのブーリガンド構造がフォノニックシールドとして機能し、衝撃中に生成された高周波せん断波を選択的にフィルタリングするという実験的証拠を提供しました」とエスピノサは言いました。
「これらの機能は、高周波ストレス波を緩和することにより、Mantis Shrimpのクラブを損傷から保護し、自然に最適化された衝撃耐性構造になります」とEpinosa氏は述べています。
#動物王国の最も強力なパンチャーはそれ自体を保護するためにフォノニックシールドを生成します