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放大甲虫的膝盖,生物学家发现了微小的螺丝和螺母

探索巴布亚象鼻虫身上迷人的生物螺丝和螺母机制,改变我们对自然工程奇迹的看法。

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巴布亚象鼻虫腿部关节中螺母(A,B)和螺丝(C,D)的扫描电子显微镜图像

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新闻要点: 生物学家花费大量时间研究自然的螺母和螺栓。 现在,他们首次发现了一种生物螺丝和螺母——以前认为这是人类独有的发明。 研究人员报告,在被称为巴布亚象鼻虫的甲虫腿部发现了这种结构。

今天在科学杂志上发表的论文表明,它们的关节像五金店里卖的螺丝一样拧在一起。 这是怎么做到的:

  • 研究人员对博物馆里的甲虫标本进行了X射线显微断层扫描

  • 关节的一部分(称为基节)类似于螺母,其内表面覆盖了345°的螺纹。 另一部分(转节)类似于螺钉,其外部螺纹呈螺旋状缠绕410°——超过一整圈。

  • 甲虫的肌肉拉动腿以转动螺钉。 但是,甲虫不会将它们的腿转动完整的345°; 它们可以将前腿旋转90°,将后腿旋转130°。

  • 当科学家扩大搜索范围时,他们在其他几种物种的腿上发现了相同的机制。 他们写道:“螺钉和螺母系统似乎在象鼻虫中广泛存在,并且确实可以代表该科的一个基本特征。”

  • 这些关节可能提供额外的灵活性,有助于甲虫在以树叶和树枝为食时保持稳定,以及在休息时保持稳定。

背景信息

参考文献: Thomas van de Kamp, Patrik Vagovič, Tilo Baumbach, & Alexander Riedel. "A Biological Screw in a Beetle’s Leg." Science, June 30, 2011. DOI: 10.1126/science.1204245

图片来源:van de Kamp et al., Science

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