Сотворенная природа глазами биологов. Поведение и чувство животных
Шрифт:
Эти новые резцы были разработаны инженерами, которые позаимствовали идею у организма крысы. Оказывается, крыса наделена зубами, которые никогда не тупятся. Секрет крысиных зубов кроется в том, что у них одна сторона зуба тверже другой, оттого при стачивании край зуба всегда остается острым. Применение этого принципа в металлообработке позволило снизить затраты и повысить производительность при резке металла поскольку срок годности новых резцов значительно удлинился.
Вот так мудрое устройство крысиных зубов позволило существенно улучшить технологию обработки металлов.
Неисчерпаемый
Изучение возможностей насекомых позволяет создавать тончайшие устройства в автоматизированных линиях, системах управления производством и контроля качества продукции, сенсорные приборы и поисковые системы, искусственные языки и способы их расшифровки.
Например, интерес биоников издавна привлекают средства коммуникации водных насекомых, механизм действия их звукового и слухового «аппаратов». Изучение строения и функционирования этих живых «приборов» позволило разработать оригинальный способ связи между судами в водной среде. Во избежание перехвата информации связь стала осуществляться без выхода сигналов в атмосферу.
Однако до сих пор далеко не все, чем наделены насекомые, доступно для человеческого понимания, а тем более воспроизведения.
Так, удивительное устройство демонстрирует целая группа перепончатокрылых насекомых – наездников. Они наделены «инструментом», подобным нашему сверлу, но несоизмеримо более совершенным и микроминиатюрным. Это «инженерное чудо» насекомых тоньше человеческого волоса и в то же время легко просверливает в коре и даже в довольно прочной древесине отверстия глубиной 5-6 сантиметров. Причем такое совершенное «сверло» никогда не тупится. К тому же оно снабжено очень удобными приспособлениями, автоматически удаляющими образуемые опилки.
Если удастся расшифровать сложнейшую наследственную информацию, полученную наездниками о строении их органов и механизмах их действия, это несомненно поможет при разработке деталей и устройств миниатюрных приборов, показатели которых хотя бы отчасти приблизятся к нерукотворному живому чуду.
Не меньше восхищает своей сложностью и целесообразностью «рабочее устройство» изящного насекомого – осы-аммофилы. Аммо-фила наделена мощным «отбойным молотком», с помощью которого роет норки для гнезд. Это удобное устройство включает в себя небольшой воздушный мешочек для создания пневматического эффекта. Он расположен в груди насекомого между мышцами, отвечающими за работу крыльев. Устройство также «укомплектовано» челюстью особой конструкции.
Приступая к работе, оса начинает активно махать крыльями. Их колебания, попеременно сжимая мешочек, быстро посылают порции воздуха по каналам-«шлангам» к основанию челюстей. Те начинают интенсивно вибрировать. И тогда, стоит осе прикоснуться ими к камешку, плотно спаянному глиной, как он отлетает в сторону.
И устройство организма осы, наделенного автоматической системой сжатия воздуха, и удивительная технология проведения земляных работ находятся в полном соответствии друг с другом. Мог ли этот целесообразный комплекс быть разработан самими насекомыми даже за любое количество веков?
Раскроют ли насекомые секреты своего полета? Множество вопросов ставит перед человеком и изучение удивительно маневренного полета насекомых. Так, стрекозы некоторых видов в совершенстве владеют фигурами высшего пилотажа. Они выполняют «бочку» и «мертвую петлю», известную нам как «петля Нестерова». Причем делают это с такой же легкостью, с какой это делала первая крылатая красавица, взлетевшая по Божией воле над землей.
А мухи, стрекозы, бабочки, осы, пчелы ряда видов легко меняют направление полета и способны двигаться в любую сторону, в том числе назад. Бабочки-бражники ловким маневром огибают препятствия и, «нарушая» все законы энергетики полета, могут подолгу зависать над цветами, как делают это птицы колибри.
Или та же стрекоза, которая с легкостью поднимает в воздух груз, в 15 раз превышающий ее собственную массу. Как удалось выяснить, это происходит благодаря особому устройству крыльев. Они создают над своей верхней плоскостью особые завихрения, в которых и кроется секрет невиданной подъемной силы у стрекоз. Ученые и инженеры до сих пор не сумели использовать этот секрет в авиастроении.
Присмотримся к жукам. Ученые считают, что по всем законам аэродинамики тот же майский жук не должен летать. Он тоже обеспечен особым, не известным науке механизмом создания высокой подъемной силы.
Непонятно так же, как держится в воздухе со своими маленькими крылышками увалень-шмель. Проводились самые разные исследования полета этого насекомого, в том числе в аэродинамической трубе, где измеряли баланс энергии и затраты кислорода. Остается только сожалеть, что не удалось надеть на шмеля кислородную маску, ибо он обеспечен двадцатью четырьмя дыхальцами.
При изучении строения и энергетических возможностей шмеля обнаружилось много интересных фактов, но не меньше и вопросов -тайна его полета так и осталась неразгаданной.
Удастся ли создать подобие живого анализатора запахов? Бионики предпринимают попытки создать искусственный электронный нос, работающий по принципу совершенных анализаторов запахов, которыми наделены насекомые. Ученые добились некоторых успехов, однако все же признают, что рукотворные приборы пока не идут в сравнение с живыми анализаторами.
Для химической локации насекомые используют перистые антенны-усики, усаженные хеморецепторами – своеобразными миниатюрными биодатчиками. Их чувствительность просто поразительна. Так, например, самки бабочек тутового шелкопряда выделяют вещество бомбикол. Даже незначительная его концентрация приводит самцов в сильное возбуждение – они начинают трепетать крыльями и совершать вращательные движения телом. Какие же минимальные концентрации бомбикола может ощутить самец?