Команда, изучающая, как биологические структуры, такие как шипы кактуса и придатки креветки-богомола, прокалывают живые ткани, обратила свое внимание на клыки гадюки. В частности, ученые хотели узнать, какие физические характеристики способствуют остроте клыков и способности прокалывать?
Они сообщают о своих выводах в журнале Королевского общества Biology Letters.
Как и у большинства ядовитых змей, у гадюк есть клыки, которые функционируют в первую очередь как иглы для подкожных инъекций, говорит научный сотрудник Университета Иллинойса Стефани Крофтс, которая провела анализ клыков гадюки совместно с У. I. профессор биологии животных Филип Андерсон. Но гадюки - группа, в которую входят гремучие змеи, змеи и змеиные змеи, - обычно имеют откидные челюсти, которые загибают клыки в рот для хранения.
Андерсон сказал, что Клыки змеи гладкие и эффективные.
«Обычно им не приходится долго держаться», - сказал он. «Они вонзают свои клыки туда-сюда, и все готово».
Исследователи хотели узнать, какие характеристики клыков делают их хорошими для прокалывания.
"Вопрос был таков: как измерить резкость?" - сказал Крофтс. «Интуитивно мы думаем, что знаем, что является острым, а что нет, но в биологии мы должны измерять определенные морфологические признаки».
Музей Филда в Чикаго предоставил исследователям клыки разных видов. Для своих тестов команда использовала 28 клыков гадюки.
Для каждого клыка исследователи измерили угол наклона кончика (был ли он широким или узким?), насколько округлен кончик и площадь его поверхности. Они прикрепили каждый клык к машине, которая может прикладывать и измерять силу, необходимую для прокола чего-либо - в данном случае кубиков баллистического геля одинакового размера и плотности.
Инженеры-механики в команде также изготовили серию металлических пуансонов с различными углами наклона, степенью затупления и площадью поверхности, и команда также протестировала их, используя те же методы.
«С помощью ударов мы могли очень жестко контролировать различные параметры», - сказал Крофтс. «Это был способ изолировать эти разные показатели».
Испытания показали, что угол наклона кончика клыка в наибольшей степени влияет на остроту. Даже узкий клык с закругленным концом работал лучше, чем более широкий клык, который не был закруглен или притуплен на конце.
«Узкий угол наклона наконечника - это то, что действительно важно», - сказал Крофтс. «Я нашел это немного удивительным, потому что большинство показателей резкости сосредоточены на закруглении наконечника. Это действительно имеет значение, но вторично по отношению к общему углу».
«Это исследование говорит нам, какой аспект формы следует измерять, когда мы хотим измерить резкость», - сказал Андерсон. «Независимо от того, рассматриваем ли мы биологические системы или другие системы, угол наклона наконечника, по-видимому, является основным фактором, определяющим резкость».
Национальный научный фонд поддержал это исследование.