写于 2018-11-22 07:10:10| 奇幻城国际唯一官网| 娱乐
<p>来自剑桥大学的科学家们已经发现了昆虫中一个功能正常的齿轮机构的自然例子以前被认为只是人造的,在一种常见的昆虫中发现了一个功能齿轮机构的自然例子 - 表明进化发展了互锁的齿轮早在我们做之前,少年伊苏斯 - 一种在欧洲各地花园中发现的植物跳跃的昆虫 - 后腿关节与弯曲的齿状条状相对的“牙齿”互相啮合,像机械齿轮一样旋转,使动物的腿在发射时同步跳跃这一发现表明,以前认为完全是人为的齿轮机构具有进化先例科学家称这是“生物结构中机械传动的第一次观察”通过解剖学分析和高速视频捕获相结合正常的Issus运动,来自剑桥大学的科学家们已经能够揭示这些功能性的nat第一次使用ural齿轮这项研究结果发表在最新一期的“科学”杂志上.Issus后腿的齿轮与每辆自行车和每个汽车齿轮箱内的齿轮具有非凡的工程相似性</p><p>每个齿轮齿都有圆角在它连接到齿轮带的位置;与人造齿轮相同的特征,例如自行车齿轮 - 基本上是一种减震机构,可防止牙齿被剪掉</p><p>相对的后腿上的齿轮齿与汽车变速箱中的齿轮齿一样锁定,确保几乎完全同步腿部运动 - 腿部总是在彼此相差30微秒内移动,其中一微秒等于百万分之一秒的安塞斯若虫这对于这种昆虫的主要运输方式的强大跳跃至关重要,因为它的微小差别在于在推进点处其腿部速度之间的同步将导致“偏航旋转” - 导致Issus无望地旋转失控“这种精确同步将不可能通过神经系统实现,因为神经冲动也需要很长时间英国剑桥大学动物学系主任马尔科姆·伯罗斯教授说:“这需要非常紧密的协调</p><p>”在这些齿轮中,Issus可以向其肌肉发送神经信号以产生大致相同的力 - 然后如果一条腿开始推动跳跃,齿轮将互锁,产生绝对的同步性“在Issus中,骨架用于解决大脑和神经系统无法解决的复杂问题,“Burrows说”这强调了考虑骨骼特性在运动产生方式中的重要性“”我们通常认为齿轮是我们在人类设计的机器中看到的东西,但是我们发现这只是因为我们看起来不够努力,“现在布里斯托大学的共同作者Gregory Sutton说道</p><p>”这些齿轮不是设计的;它们是进化的 - 代表着在动物世界中同步的高速和精密机械“有趣的是,机械齿轮只能在昆虫的幼年 - 或'若虫'阶段中找到,并且在最后过渡到成年期时会丢失这些过渡,被称为'蜕皮',是动物在发育过程中的关键点脱掉刚性皮肤以便成长尚不知道为什么Issus在成年后失去其后腿齿轮科学家们指出任何齿轮系统的问题都是如果齿轮上的一个齿断裂,整个机构的有效性就会受到损害,而若虫的齿轮断裂可以在下一次蜕皮中修复,成年期的任何损伤都会保持永久性</p><p>也可能是由于成年人的尺寸较大而且因此他们的'trochantera' - 相当于股骨或大腿骨的昆虫更大的成年trochantera可能会让它们产生足够的摩擦力来驱动巨大的科学家们说,少年Issus的每个齿轮带长约400微米,齿数在10到12之间,每个齿轮的齿轮两侧都包含齿轮齿,从叶片到叶片不需要啮合齿轮齿来驱动它</p><p>相同的数字 - 给出1:1的资产负债比率 与人造齿轮不同,每个齿轮齿都是不对称的,并且朝向齿轮互锁的点弯曲 - 因为人造齿轮需要对称的形状才能在两个旋转方向上工作,而Issus齿轮只能通过一种方式驱动动物</p><p>虽然在动物王国中有明显观赏性齿轮的例子 - 例如在齿轮龟壳或轮虫背面 - 具有功能作用的齿轮要么难以捉摸,要么已被演化解散了.Issus是科学家出版:马尔科姆·伯罗斯和格雷戈里·萨顿,“交互式齿轮在跳跃的昆虫中同步推进腿部运动”,科学,2013年9月13日:第341卷,第6151页,第1254页,这是具有可观察功能的自然齿轮机构的第一个例子-1256; DOI:101126 / science1240284来源:剑桥大学图片:连接工厂料斗后腿的齿轮,Issus Credit: