Биологи раскрыли секрет остроты муравьиных челюстей
Равномерно распределенные металлические ионы в жвалах насекомых позволяют прилагать меньше усилий при кусании, чем зубная эмаль, металлы в которой образуют отдельные кластеры.
Многие не понаслышке знакомы с мощью челюстей насекомых — мандибул, которые служат многим из них для разгрызания пищи, защиты и нападения. На переднем крае мандибул часто располагаются дополнительные утолщения и зубцы. Эти структуры образованы сочетанием белковых и углеводных полимеров с обильным включением металлов: цинка, а также марганца, меди, железа. Они придают мандибулам прочность и остроту, прекрасно дополняя невероятную скорость, с которой многие насекомые способны смыкать свои челюсти.
Мандибулы муравьев состоят из цинка на целых восемь процентов, и логично было бы предположить, что цинк складывается в наноразмерные кластеры, как это происходит, например, в костях или эмали человеческих зубов. Однако новая работа ученых из Орегонского университета показала, что их структура устроена совершенно иначе. Об этом Роберт Шофилд (Robert Schofield) и его коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Чтобы установить атомарную структуру муравьиных мандибул, биологи прибегли к помощи материаловедов из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США для проведения атомно-зондовой томографии. Этот метод подразумевает, что от образца отделяется тонкий кончик и используется в качестве острия, на которое подается высокое напряжение. Срывающиеся ионы регистрируются детектором, позволяя реконструировать структуру исходного образца с атомарной точностью.
Томография показала, что ионы цинка в мандибулах муравьев не образуют отдельные кластеры, а распределены практически равномерно и накрепко связаны с аминокислотными остатками соседних белков. Смоделировав такую структуру, ученые выяснили, что она позволяет поддерживать исключительно точную форму, ровные поверхности и острые режущие кромки жвал. По оценкам, она позволяет прикладывать почти на две трети меньше усилий для разгрызания кусочков пищи, чем структура, организованная так же, как зубная эмаль.
«Инженеры могли бы использовать этот прием из биологии, — говорит профессор Шофилд. — При внедрении цинка твердость зубцов муравьев вырастает примерно от уровня пластика вплоть до алюминия. Конечно, существуют и более твердые материалы, но зато они намного хрупче».
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии