科學家有了另一個令人驚訝的發(fā)現:他們在大自然中首次發(fā)現功能性的機械齒輪,。大自然似乎再一次證明它是一個基礎科技的首位實現者,。雖然之前大家認為只有人造的機械齒輪,但這個發(fā)現證明機械齒輪有進化而來的自然先例,。
這張圖片顯示與稻飛虱(plant hopper)的后肢連結的齒輪,。圖片來源:Burrows/Sutton
科學家說,這是“在生物結構中首次發(fā)現的機械齒輪”,。這個機械齒輪是在一種稻飛虱中發(fā)現的,,這種昆蟲在歐洲的花園中很常見。飛虱(Issuscoleoptratus)是一種會跳的昆蟲,,與跳蚤或蚱蜢相似,,它使用帶有鋸齒彎曲物的關節(jié),這種關節(jié)不只連接在一起,,它還會旋轉,,就像機械齒輪一樣。這讓它的腿在跳躍時能同步,,這類昆蟲的基本特征讓它們能有力地跳躍,,如果它們沒有這種自然產生的機械齒輪,它們的跳躍將會失去控制,。
報告內容指出,飛虱內部的齒輪與所有腳踏車在工程方面有明顯相像之處,,與所有汽車的齒輪箱也有相似之處,。另外,科學家揭露,,飛虱內部的每一個齒輪齒的尖端都是圓角,,這些圓角是與齒輪條連接之處,這個特征詭異地與人造齒輪極為相似,。
來自劍橋大學的動物學家,、研究領導人Malcolm Burrows說:“這個齒輪狀的生物結構(從一個零件傳送能量到另一個零件的內部機制)被首次發(fā)現?!?/p>
主筆作者,來自劍橋大學動物學系的Malcolm Burrows教授說:“這樣精確的同步不可能透過神經系統(tǒng)實現,,神經脈沖會花太多時間在所需的緊密協調上,。”
齒輪飛虱
MalcolmBurrows教授:“因為機械齒輪的發(fā)展,,飛虱只要傳送神經訊號到它的肌肉,,產生大約等量的力量,然后當一只腿開始推動跳躍,,齒輪就會產生連鎖反應,,產生完全同步的動作。對飛虱來說,,骨架是用來解決復雜問題的,,也就是用來解決那些腦部和神經系統(tǒng)無法解決的事。這讓我們知道,,考慮各種不同動作中的骨架性質是很重要的,。”
來自布里斯托大學的共同作者Gregory Sutton補充:“我們通常將齒輪想成人為設計的機械,。但是我們已經知道那是因為我們看得還不夠多,。這些齒輪沒有經過設計,它們是由進化產生,。這顯示在動物世界中,,有高速且精準的機械為了同步而進化?!?/p>
科學家揭露,每個在飛虱中發(fā)現的齒輪條大約有400微米長,,含有十到十二個齒輪齒,。另外,在每條腿中的齒輪的兩側,,含有同樣數量的齒輪齒,,這讓齒輪比為一比一。