科學家首次在生物體上發現「機械齒輪」(組圖)



這張圖片顯示稻飛虱(plant hopper)的後肢連結的齒輪。(網絡圖片)

科學家有了另一個令人驚訝的發現:他們在大自然中首次發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,但這個發現證明機械齒輪的自然先例。


這是「在生物結構中首次發現的機械齒輪」。

科學家說,這是「在生物結構中首次發現的機械齒輪」。這個機械齒輪是在一種稻飛虱中發現的,這種昆蟲在歐洲的花園中很常見。飛虱(Issus coleoptratus)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,這種關節不只連接在一起,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,這類昆蟲的基本特徵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,這個特徵詭異地與人造齒輪極為相似。


飛虱內部的齒輪與所有腳踏車在工程方面和人造齒輪極為相似。

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)被首次發現。」

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實現,神經脈衝會花太多時間在所需的緊密協調上。」


齒輪飛虱。(網絡圖片)

Malcolm Burrows教授:「因為機械齒輪的發展,飛虱只要傳送神經訊號到它的肌肉,產生大約等量的力量,然後當一隻腿開始推動跳躍,齒輪就會產生連鎖反應,產生完全同步的動作。對飛虱來說,骨架是用來解決複雜問題的,也就是用來解決那些腦部和神經系統無法解決的事。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。」

來自布里斯託大學的共同作者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,它們是大自然產生的。」

科學家揭露,每個在飛虱中發現的齒輪條大約有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。


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