Issus coleoptratus: Insecta care posedă singurele angrenaje mecanice găsite vreodată la o vietate
O mică insectă a surprins întreaga lume, grație corpului său. În timp ce lumea naturală și cea mecanică par a fi la polul opus, „issus coleoptratus”, denumită în mod obișnuit insecta nimfă, a demonstrat că acestea sunt de fapt strâns legate.
În 2013, s-a descoperit că această insectă, întâlnită în mod obișnuit în Europa și Africa de Nord și care măsoară până la 7 mm – beneficiază de un uimitor sistem de propulsie. Mai exact, „issus coleoptratus” beneficiază de un sistem de angrenaje în picioarele sale posterioare.
Sarefo, CC BY-SA 4.0
Biologii Malcolm Burrows și Gregory Sutton de la Universitatea Cambridge au observat că „articulațiile picioarelor posterioare sunt asemănătoare unor roți dințate care se întrepătrund, rotindu-se ca niște angrenaje mecanice pentru a sincroniza picioarele insectei atunci când aceasta se lansează într-un salt”. Când insecta sare, rotițele asigură sincronizarea perfectă a picioruşelor.
Descoperirile lor ilustrează „prima observație a unui angrenaj mecanic prezent într-o structură biologică”.
Acest lucru ar fi fost cu siguranță o noutate pentru mecanicii greci din Alexandria, despre care se crede că au inventat angrenajul mecanic în jurul anului 300 î.Hr. Se pare că Mama Natură a fost cea care a făcut acest lucru prima dată.
Pentru a ajunge la această concluzie, Burrows și Sutton au studiat o combinație de înregistrări video cu „issus coleoptratus” în acțiune.
De asemenea, au fost analizate și picioarele unei insecte „issus coleoptratus” fără viață. Stimularea unui singur picior a făcut ca acesta să se extindă, declanșând astfel celălalt picior și arătând mecanismele care funcționează împreună.
Mecanismele interne ale insectei „au o asemănare inginerească remarcabilă cu cele care se găsesc pe orice bicicletă și în interiorul oricărei cutii de viteză a unei mașini”.
„Fiecare dinte de angrenaj are un colț rotunjit în punctul în care se conectează la banda de angrenaj; o caracteristică identică cu cea a angrenajelor fabricate de om, cum ar fi cele de bicicletă – în esență, un mecanism de amortizare a șocurilor pentru a împiedica ruperea dinților”.
Martin CooperCC BY 2.0
Insecta „issus coleoptratus” nu se bazează doar pe angrenajele din piciorușele sale pentru a sări de la o plantă la alta. Are nevoie de un mecanism pentru a se menține pe drumul cel bun.
Pentru a sări, ambele picioare posterioare ale insectei trebuie să împingă exact în același timp. Deoarece ambele se balansează lateral, dacă un picior ar fi întins cu o fracțiune de secundă mai devreme decât celălalt, ar împinge insecta spre dreapta sau spre stânga, în loc să o facă să sară drept înainte. Acest lucru face din micuța insectă o mașină de sărituri perfectă.
Martin Cooper from Ipswich, UK, CC BY 2.0
Fiecare bandă de angrenaj din piciorușele insectei are o lungime de aproximativ 400 de micrometri și beneficiază de 10 – 12 dinți, oferind un raport de angrenare de 1:1.
Cu toate acestea, există câteva detalii prin care angrenajul insectei diferă de cel al unei mașinării.
Spre deosebire de angrenajele făcute de om, fiecare dinte al angrenajului insectei este asimetric și curbat spre punctul în care roțile dințate se întrepătrund – deoarece angrenajele făcute de om au nevoie de o formă simetrică pentru a funcționa în ambele direcții de rotație, în timp ce angrenajele gândăcelului „issus coleoptratus” acționează doar într-un singur sens pentru a ajuta insecta să sară.
