Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физиологи установили, как мухи ощущали приложенную лапками силу
Как насекомое весом в несколько миллиграммов чувствует мир под ногами? Ученые выяснили, что комнатные мухи использовали особые сенсоры в лапках для точного определения силы и ее динамики. Исследование не только пролило свет на биомеханику насекомых, но и поможет в разработке нового поколения роботов.
Биологи давно изучают, как животные воспринимают механические силы, необходимые для движения и равновесия. У крупных насекомых, таких как тараканы и палочники, эти механизмы хорошо известны — ключевую роль играют куполовидные сенсиллы, особые механорецепторы внутри экзоскелета. Однако оставалось открытым, как обстоят дела у крошечных насекомых с минимальным весом, таких как обычные комнатные мясные мухи Calliphora vicina.
Предыдущие исследования на мухах часто фокусировались на плодовой мушке дрозофиле. Ее генетические преимущества неоспоримы, но малый размер ограничивал возможности для прямого изучения сенсорных элементов. Сенсоры на крыльях и жужжальцах мух были подробно изучены, но активная работа сенсоров именно на их ногах оставалась практически «белым пятном» для физиологов.
Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Journal of Neurophysiology, заполнило этот пробел. Международная команда ученых изучила поведение куполовидных сенсилл, расположенных на голени задней лапки комнатной мухи. Эти похожие на крошечные купола в экзоскелете органы важны для кодирования информации о механических силах во время стояния и движения.
В рамках эксперимента ученые записывали активность группы сенсилл на голени задней лапки мух, прилагая к лапке контролируемые силы с различной скоростью и амплитудой. Оказалось, что сенсиллы комнатной мухи чрезвычайно чувствительны не только к абсолютной величине прилагаемой силы, но и к скорости ее изменения.
Сенсорные ответы показали гистерезис (зависимость состояния системы от ее предыстории) и высокую чувствительность к кратким спадам нагрузки. Даже очень малые и кратковременные уменьшения силы вызывали сильное подавление активности этих сенсоров.
Это продемонстрировало, насколько восприятие силы жизненно важно для равновесия и передвижения. Даже легчайшие насекомые, подобные комнатным мухам, нуждаются в отслеживании как величины силы, так и ее динамики, причем делают это очень точно.
Для проверки своих наблюдений биологи применили математическую модель, изначально разработанную для описания работы аналогичных сенсоров у более крупных насекомых. Однако модель смогла точно воспроизвести реакции сенсоров комнатной мухи. Это весомое подтверждение идеи о том, что обнаружение силы — универсальная, масштабируемая стратегия, которая помогает контролировать мышцы и поддерживать равновесие и присуща различным видам насекомых вне зависимости от их размера.
Такая чувствительность помогает при ходьбе и сигнализирует о проскальзывании ноги, которое способно дестабилизировать опору тела, еще до изменения его положения. Сенсиллы мух кодировали силы в диапазонах, соответствующих их минимальному весу, но их активность также подавлялась очень малыми кратковременными уменьшениями силы.
Моделирование показало, что характерные особенности куполовидных сенсилл, такие как чувствительность к скорости и гистерезис, являются эмерджентными (естественно возникающими) свойствами примененной математической модели. Она точно воспроизвела реакции сенсоров мухи на различные стимулы, будучи настроенной лишь на один простой тип воздействия.
Этот подход к моделированию может улучшить понимание настройки сенсоров у различных животных. Кроме того, он открывает путь к совершенствованию передвижения роботов через имитацию реакции реальных сенсорных систем на силу, тем самым объединяя фундаментальные биологические открытия с практическими инженерными разработками в области биомеханики и робототехники.
Telegram 
Дзен 
VK По всей стране прозвучали последние звонки, началась пора ЕГЭ, и вчерашние школьники вскоре будут принимать важные решения: продолжать обучение в 10 классе или поступать в колледж. Отличается ли мотивация студентов колледжа от мотивации старшеклассников? Влияет ли престиж учебного заведения на учебную мотивацию? Психологи МГППУ провели исследование, результаты которого ответили на эти вопросы.
Жители древнего города Копан сохранили генетическое наследие далеких предков, но также смешались с переселенцами из горных районов Мексики. Генетический анализ зафиксировал и драматическое сокращение их численности, совпавшее с коллапсом цивилизации майя около 1200 лет назад.
В учебниках истории говорится, что в Новый Свет проказу завезли европейские колонизаторы. Произошло это после открытия Америки Христофором Колумбом в результате так называемого Колумбового обмена — когда между Америкой, Африкой и Старым Светом происходили перемещения растений, животных, культур, человеческих популяций, технологий и болезней. Однако анализ древней ДНК показал, что одна из форм проказы распространилась по двум континентам задолго до экспедиции испанского мореплавателя.
Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.
Исследователи ВШЭ выделили более 4000 примеров устной русской речи билингвов из семи регионов России и выяснили: большинство нестандартных форм в конструкциях с числительными связано не только с их родным языком, но и с тем, как часто выражение встречается в повседневной речи. Например, фразы «два часа» или «пять километров» почти всегда совпадают с литературным вариантом, а вот менее привычные выражения, особенно с числительными от двух до четырех, а также с собирательными формами вроде «двое» или «трое», часто звучат иначе.
Большинство известных экзопланет в зоне потенциальной обитаемости — газовые гиганты, но ученые не спешат вычеркивать их из списка интересных для поиска внеземной жизни: у них могут быть каменистые луны с собственной атмосферой и гидросферой.
Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.
Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.
Казахстанский Алматы — город контрастов, где горы соседствуют с урбанистическими пейзажами, а бизнес-центры — с историческими кварталами. Неизменным остается одно — пробки. Ежедневно сюда приезжает более 700 тысяч автомобилей из пригородов, при этом в самом мегаполисе зарегистрировано порядка 600 тысяч транспортных средств. В результате по улицам ежедневно движется более миллиона транспортных средств.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии