2016年1月19日
最近的一项研究探讨了为什么最大的动物能够扩展的垂直和光滑的墙壁是壁虎。据科学家说,人类可以在墙上行走像蜘蛛侠一样,但只有的帮助下胶垫覆盖身体表面的40%。科学家相信,他们的发现为大规模提供可行性,gecko-like粘合剂。
Vallgatan 21 d,哥德堡,瑞典的Gudbjorn Valgeirsson)
该研究发表在《美国国家科学院学报》上,解释说,在攀爬的动物——如螨和壁虎体型越大,更高比例的身体表面覆盖着贼的粘合剂。这种策略适用于小动物作为更大的动物需要无比的大脚。
大卫•巴拉博士和他的同事们动物系的剑桥大学发现,与壁虎相比,小螨虫使用少200倍的身体表面积的胶垫。人类需要高达40%的全身表面,或大约80%的前面覆盖着黏糊糊的贼。
Labonte表明,大型动物很大一部分身体的表面需要粘垫和所需的形态变化会使这种特质不切实际的发展。
例如,“如果人类想要像壁虎爬墙,我们还需要大的粘脚,鞋在欧洲145年或114年美国尺码大小”资深作者沃尔特Federle说也来自剑桥大学动物学。
动物增加大小,身体表面积/体积减少的数量——一只蚂蚁有很大的表面积和体积很小,和一只大象主要是体积与表面积。大爬动物这带来一个问题,因为当他们越来越重,他们需要更多的坚持的力量,但他们有相对少的身体表面粘脚架。这意味着有一个最大尺寸为动物爬粘脚,原来是大小的壁虎。我们覆盖范围超过7个数量级的体重,这是大致相同的重量差异如蟑螂和大本钟。虽然我们在看截然不同的动物,一只蜘蛛和壁虎一样不同的人类是一只蚂蚁,粘脚非常相似。胶垫的攀登趋同进化的动物是一个典型的例子——多个独立物种,通过完全不同的演化历史,到达相同的解决一个问题。当发生这种情况时,这是一个明确的信号,它必须是一个很好的解决方案。
大卫巴拉博士,剑桥大学
它可以增加脚垫的力量使他们更具粘性。
我们注意到在一些组织的密切相关的物种垫尺寸不够迅速增加与体型然而这些动物仍然可以坚持墙壁。我们发现树蛙有切换到第二个选项的垫粘性而不是更大。值得注意的是,我们看到两种不同的进化问题的解决方案变得大而坚持。在所有物种进化相对更大的问题是解决垫,但这似乎不可能在密切相关的物种,可能因为所需的形态变化太大。在这些团体密切相关,而垫粘性更大的动物,但潜在的机制仍不清楚。这是一个很好的例子的进化约束和创新。
christof克莱门特,阳光海岸大学。
这些见解的基础上,研究人员认为,胶垫的大小限制会有极端的影响做大规模的粘合剂也仿生学研究时,只在表面,目前有效的区域非常小。
我们的研究强调动物粘附缩放的重要性,和扩展也是必不可少的提高粘合剂的性能在更大的区域。有很多有趣的工作仍然要做调查动物使用的策略,使脚掌粘性——这些可能会在大规模的发展非常有用的应用程序,功能强大,但可控的粘合剂。
大卫博士巴拉维剑桥大学
本研究支持的研究经费来自英国生物技术和生物科学研究委员会(BB / I008667/1),人类前沿科学项目(RGP0034/2012) Baynes Denman的高级研欧洲杯线上买球究奖学金,发现职业生涯早期研究奖学金(DE120101503)。