Лягушки используют неньютоновскую жидкость — Наука
Исследователи из Технологического института Джорджии снимали на камеру со скоростью 1400 кадров в секунду, как леопардовая лягушка Lithobates pipiens хватает языком сверчков. Они заметили, что лягушка хватает добычу за 0,07 секунды — в пять раз быстрее, чем моргает человек.
Ученые изучили физические свойства слюны и тканей лягушачьего языка. Они выяснили, что слюна лягушки обладает свойствами неньютоновской жидкости: ее вязкость не постоянна. Известные примеры неньютоновских жидкостей — жвачка для рук, кетчуп, смесь крахмала с водой, малярная краска. Вязкость всех этих субстанций меняется и зависит от разных условий, например от скорости, с которой слои жидкости взаимодействуют друг с другом. Если взять кисть, размешать краску и начать покрывать ей стену, она окажется довольно текучей, но стоит ей оказаться на стенке, как она сделается очень густой.
Такое свойство называется псевдопластичностью, и ею обладает слюна, которой покрыт язык лягушек.
Как только лягушка выбрасывает язык, чтобы ухватить сверчка, вязкость слюны стремительно падает, но стоит языку достичь жертвы, она возрастает и крепко облепляет насекомое. После этого лягушке остается только втянуть язык с добычей на конце. Она моргает, глазными яблоками с силой проталкивая добычу в глотку, — в этот момент она снова движением меняет вязкость, что и позволяет проглотить прилипшую к языку жертву.
На видео Алексис Ноэль, одна из соавторов, рассказывает об исследовании. Видео: Georgia Tech / YouTube
Для работы с таким «клеем» лягушке нужен подходящий инструмент — язык. Как показали результаты исследования, он очень мягкий, в 10 раз мягче человеческого. Благодаря этому лягушачий язык обеспечивает большую площадь соприкосновения с телом жертвы, и она прилепляется лучше. К тому же мягкий язык выступая в роли амортизатора: если бы он был более жестким, добыча, скорее всего, отрывалась бы от языка в момент втягивания.
Ученые говорят, что на «пике клейкости» лягушачья слюна в 50 раз более клейкая, чем известные синтетические полимеры, например детские игрушки-прилипалы. По словам исследователей, такие свойства лягушачьей слюны стоит изучить для того, чтобы создать клей, который сможет менять клейкость.
Результаты работы описаны в журнале Journal of the Royal Society Interface.
Попытки придумать хороший клей, подсмотрев идею в природе, не исчерпываются исследованиями лягушек. О том, как примером для подражания послужил клей, который вырабатывают мидии, чтобы крепиться к камням, — смотрите в выпуске «Бодрых новостей».
Максим Абдулаев
Почему лягушки согласны делить мужа и как паразиты пожирают язык у рыб
- Леонид Лунеев
- Би-би-си
В очередной подборке интересных научных новостей недели:
- Лягушачье двоеженство
- Когда Гренландия вновь станет зеленой
- Лучшая отмычка — это звук ключа в замке
- Паразит вместо языка
Полигиния как идеал супружеских отношений бразильских лягушек
Автор фото, Getty Images
Полигиния, одна из форм полигамного брака, считается самой распространенной системой размножения в животном мире и присуща многим видам рыб, рептилий, птиц, млекопитающих и даже некоторым беспозвоночным.
И вот теперь, благодаря научным изысканиям группы специалистов во главе с зоологом Фабио де Са из Государственного университета Кампинас в штате Сан-Паулу (их работа опубликована в издании Science Advances), ряды многоженцев пополнили и амфибии, точнее, вид лягушек Thoropa taophora, живущих в тропических лесах Бразилии. Две самки живут с одним самцом.
Собственно, полигиния — это промежуточная стадия между полигамией (многобрачием), получившей распространение на заре эволюции, и моногамией, которая возникла позже в результате необходимости активного ухода обоих родителей за своим потомством (есть еще и полиандрия — многомужество).
Полигиния обычно возникает в результате недостатка ресурсов — воды, пищи или удобных мест для размножения, что ведет к обостренной борьбы самцов за право обладания самкой.
Обычно Thoropa taophora обитают в местах, где всего с избытком. Но де Са обнаружил группу лягушек на самом краю тропического леса, где была каменистая почва, мало водоемов с пресной водой, необходимых для размножения, и мало укрытий от солнца, необходимых для земноводных.
Как выяснилось, столь суровая, по меркам лягушек, среда, оказала прямое воздействие на их поведение.
Самцы бдительнее патрулировали границы своей территории и отгоняли соперников агрессивными криками, стараясь при этом не отходить далеко от своих кладок и головастиков.
Автор фото, Getty Images
Если самцы-нарушители границ игнорировали предупреждения, дело доходило до столкновений, в ход шли наскоки и удары лапами с целью опрокинуть соперника и обернуть его в бегство.
В этих условиях самцы спаривались лишь с двумя самками — доминантной и второстепенной. Причем во время спаривания самка на вторых ролях всегда находилась поблизости, но оставалась неподвижной, ожидая своей очереди.
Генетический анализ икры показал, что головастики неизменно имели одного отца, но разных матерей, а наличие головастиков разных размеров говорит о том, что отношения с самками были продолжительными.
Такие отношения, по словам исследователей, дают явные преимущества представителям обоих полов.
Самцам таким образом проще защищать дефицитную территорию, подходящую для размножения, а наличие более чем одного партнера способствует генной диверсификации.
Что касается самок, которые, казалось бы, оказываются в невыгодном положении, то и здесь есть плюсы. Как указывает де Са, «их преимущество в том, что лучше иметь качественного самца и удобное место для размножения, даже если его нужно делить с соперницей, нежели вообще не встретить самца или довольствоваться второсортным партнером».
Кстати, о женском соперничестве. Оно, конечно же, имеет место, и «любимая жена», она же доминантная самка, как в гареме, получает больше внимания, однако ученые пока не планируют исследовать проблему психологических травм, которые могут получать лягушки на вторых ролях.
Льды Гренландии грозят всемирным потопом
Автор фото, Getty Images
Когда в 982 году в Гренландии высадились норвежские викинги под руководством Эрика Рыжего, который из-за кровной мести был вынужден покинуть Исландию, они дали новой земле название — Зеленая земля.
Считается, это было сделано с умыслом, чтобы привлечь в новую колонию побольше переселенцев. Но не исключено, что в те времена остров и в самом деле был покрыт растительностью.
Так или иначе, но с тех пор утекло много воды, вернее, растаяло столько льда, что даже если темпы глобального потепления замедлятся, Гренландия обещает вновь стать если не зеленым, но свободным ото льда островом.
Гренландский ледяной щит — второй по величине в мире после Антарктического. Он покрывает большую часть Гренландии и уходит в море через ледники, которые уже на протяжении десятилетий теряют свои объем. В последние годы этот процесс ускорился — на 14% больше, чем в период с 1985-го по 1999 год. Ледовый покров Гренландии ежегодно сокращается на 500 гигатонн (500 миллиардов тонн), и атмосферные осадки не успевают восполнять эти потери.
Чтобы лучше понять масштаб, представьте себе 3 млн тонн воды, ежедневно вливающейся в мировой океан, или шесть олимпийских бассейнов каждую секунду.
«Отступление ледников изменило динамику всего ледового покрова, переведя ее в режим постоянных потерь, — пишет в издании Nature Communications Earth & Environment один из авторов последнего исследования Иэн Хауэт из Университета Огайо. — Так что если климат не изменится или даже слегка похолодает, ледяной щит все равно продолжит терять массу».
Если весь ледяной панцирь Гренландии вдруг растает, уровень мирового океана поднимется на 7 метров. При этом подъем уровня уже на 2 метра способен сильно изменить береговую линию во всем мире и сделать непригодными к жизни территории, где пока что живут сотни миллионов человек.
Казалось бы, если ледяной покров сокращается быстрее, чем успевает прибавлять в весе за счет осадков, то конец Гренландского ледяного щита неизбежен. Однако физик-климатолог из Потсдамского университета Штеган Рамсторф полагает, что точку в этой истории ставить еще рано.
По его мнению, рано или поздно в результате отступления ледников ледяной щит будет отрезан от океана, теплые океанские воды перестанут его подтачивать.
От щита перестанут откалываться айсберги, он останется только на суше, что положит начало новой динамике — с этого момента все будет зависеть от скорости таяния льда на суше и выпадения осадков. Именно это соотношение и определит будущее ледяного покрова.
Как открыть дверь по звуку ключа в замке
Автор фото, Getty Images
Чтобы взломать дверной замок, вовсе не обязательно иметь отмычку. Достаточно услышать звук ключа, входящего в замочную скважину, чтобы сделать его точную копию. К такому выводу пришла группа исследователей во главе с Саундарьей Рамешем из Национального университета Сингапура, занимавшихся вопросами безопасности жилищ и надежности замков.
Дело в том, что, проворачиваясь, ключ бороздками приподнимает штифты таким образом, чтобы они выстроились в одну линию и позволили механизму провернуться. При этом каждая бороздка, проезжая по штифтам, издает серию характерных щелчков.
Записав их с помощью обычного смартфона, исследователи применили разработанный ими специальный компьютерный алгоритм, позволивший преобразовать звук в физическую форму бороздок, а затем по получившимся лекалам было выточено несколько возможных вариантов ключей (система не настолько точна, чтобы с первого раза подобрать идеальный ключ).
Исследователи назвали свою систему SpiKey, и хотя, по их собственному признанию, иногда приходится делать до 15 вариантов ключей, прежде чем попадется подходящий, обычно дело ограничивается тремя копиями.
Правда, у этого метода есть и свои недостатки — ключ должен быть оригинальным и вставляться он должен медленно, чтобы все щелчки были хорошо различимы. Да и работает это только с кулачковыми замками, хотя они и считаются самыми распространенными.
К тому же процесс копирования ключа весьма трудоемок и требует специального оборудования и программного обеспечения, так что обычному вору, видимо, куда проще применить традиционные отмычки. И все же, как считают авторы исследования, они внесли свой вклад в дело защиты жилищ, указав специалистам на еще один аспект уязвимости — ну или подсказали технологически продвинутым ворам хорошую идею.
Как паразиты могут заменить рыбам язык
Автор фото, Rice University
Когда доцент Университета Райса биолог Кори Эванс сделал этот рентгеновский снимок в рамках проекта по изучению рыб, обитающих на коралловых рифах, его привлек непонятный объект в голове новозеландской рыбы-губана (Odax cyanomelas).
Приглядевшись внимательнее, Эванс содрогнулся от осознания того, что наблюдает ракообразного паразита, который успел сожрать язык живой рыбы и пристроился на его место.
«Обычно понедельники выдаются скучными, но только не в этот раз», — пошутил доцент в «Твиттере», выложив там фото рыбьей головы, язык у которой заменил изопод-паразит.
Известно около 380 видов изоподов-паразитов, которые специализируются на пожирании языков у рыб, причем у каждого вида имеется своя «узкая специализация» — конкретный вид рыбы-хозяина.
Паразиты проникают в рот к рыбам через жабры и начинают поедать язык, выпуская при этом в кровь своей жертвы антикоагулянты, предотвращающие свертывание крови.
Сжимая основание языка семью парами ног, изопод добивается того, что приток крови к этому органу прекращается, язык атрофируется, после чего изопод фактически заменяет собой этот орган, продолжая питаться слизью рыбы.
На здоровье рыбы это практически не сказывается, такое сожительство может продолжаться годами.
Кстати, как отмечает Эванс, рыба-губан, у которой он обнаружил незваного гостя вместо языка, сама тот еще монстр.
«У губана в горле располагается второй набор челюстей, прямо как в фильме «Чужой», — поясняет ученый. — Губан может проглотить морскую улитку целиком, а потом расколоть ей раковину уже в горле второй челюстью».
Лягушки и их волшебная слюна
Любить — это значит стараться узнать о предмете любви как можно больше. Такому жизненному принципу следует МуЛяЖ, и в подтверждение этому наша команда активно изучает повадки и особенности наших замечательных лягушек. Как-то раз мы обратили внимание, что на стенках террариума, где живет самка чернорубцовой жабы, периодически остаются липкие следы от языка нашей тропической питомицы. Разумеется, мы не могли обойти стороной столь необъяснимое явление… Как оказалось, этот вопрос волновал не только нас, но и солидных ученых. Они-то и исследовали липкий секрет на языках лягушек и пришли к очень любопытным выводам…
Своим длинным языком лягушки могут захватывать даже достаточно крупных жертв.
Носорогом, конечно, полакомиться не выйдет, но вот насекомое вдвое больше своего веса лягушке вполне под силу поймать и съесть. А всё благодаря уникальному составу их слюны, которая становится липкой на воздухе и затем снова растворяется внутри рта. В чём же особенность загадочного свойства слюны лягушки?
Оказалось, что слюна этих земноводных — очень сложная химическая субстанция с тремя режимами работы. В первом режиме, когда язык только касается насекомого, слюна остаётся почти такой же жидкой, как вода. Второй режим включается, когда язык начинает оттягиваться назад: слюна становится ещё более вязкой, чем мёд, в результате чего насекомое застревает в ней. Есть ещё третий режим: в закрытом рте лягушки слюна возвращается в жидкий вид, и насекомое легко сползает с языка прямо в рот амфибии. Благодаря своей отличительной особенности лягушки ловят насекомых и прочих мелких беспозвоночных, быстро и метко «выстреливая» языком при приближении жертвы на опасную дистанцию и приклеивая её слюной.
Это уже давным-давно было известно ученым, но до сих пор было непонятно, как лягушка одновременно может «приклеивать» насекомых к языку и «отклеивать» их во рту. Помочь раскрыть секрет этого необычного «биоклея» помогла камера, способная получать 1400 фотографий в секунду. Подобная скорость, как объясняют ученые, была нужна, так как даже самые обычные леопардовые лягушки (Rana pipiens) ловят сверчков, комаров и прочих насекомых за всего 0,07 секунды — а это в пять раз быстрее, чем моргает человеческий глаз!
Проанализировав видеоролики и сопоставляя полученные кадры с анализом физических свойств языка и химическим составом слюны, ученые выяснили, что секрет охотничьих успехов лягушек заключался в комбинации двух факторов — в том, как меняются свойства слюны со временем и как язык помогает ей удерживать добычу.
Когда лягушка «стреляет» языком и он ударяет по телу насекомого, жертва испытывает сильнейший удар (ещё бы, ведь его сила превышает массу сверчка или комара в 10 раз!).
Именно в этот момент слюна обволакивает ошеломленное насекомое, покрывая его крайне вязким и липким слоем жидкости, и соединяет тело жертвы с поверхностью языка лягушки.
Далее в дело вступает еще одно свойство языка лягушки — это его невероятная мягкость (в 10 раз мягче языка человека!). Благодаря этому язык в буквальном смысле становится «амортизатором», который не даёт жертве высвободиться и сбежать с тарелки голодной амфибии. Слюна лягушки, вступая в контакт с воздухом, густеет, а затем возвращается в жидкое состояние во рту. Липкость языка, покрытого подобной «затвердевшей» слюной, примерно в 50 раз выше, чем у полимерных клейких материалов, которые используются сегодня для изготовления липких игрушек-лизунов — кстати говоря, они в большом разнообразии представлены в сувенирной лавке нашего Музея «МуЛяЖ»)). Таким образом, лягушка может приклеить жертву, а затем, сжалившись, вновь её отпустить. Хорошая новость для насекомых!))
Использованы материалы:
https://ria.ru/science/20170201/1486961645.
html
Бразильская лягушка пользуется языком жестов
«Лексикон» коммуникативных движений у недавно открытой лягушки-лесолюба оказался богаче, чем у любых других амфибий.
Лягушачье кваканье обычно означает либо что-то вроде «Я здесь, любовь моя!», либо «Пошёл вон, негодяй!» – иными словами, голосовые сигналы бесхвостых амфибий не отличаются сложностью и предназначены либо для привлечения брачного партнёра, либо для отпугивания собрата-конкурента со своей территории. Однако везде есть исключения: бразильская лягушка-лесолюб Hylodes japi, как показали исследования бразильских зоологов, пользуется более широким спектром сообщений, причём во время общения H. japi ещё и помогает себе жестами.
Бразильская лягушка-лесолюб Hylodes japi. (Фото Fábio de Sá / Universidade Estadual Paulista.)‹
›
Эту лягушку открыли буквально в прошлом году в лесах бразильского штата Сан-Паулу.
Исследователи заметили, что одними лишь звуковыми сигналами лягушки не ограничиваются, используя довольно сложные движения, как то: вытягивая заднюю ногу, поднимая переднюю лапу и покачивая ею, двигая особым образом пальцами, качая головой, подёргиваясь всем телом, особым образом надувая горловой мешок-резонатор и т. д. – список жестов продолжает расширяться. Некоторые из них предназначены потенциальной партнёрше, некоторые – самцу-конкуренту, а некоторые – обоим сразу.
Звуковой репертуар у H. japi тоже оказался сравнительно разнообразен: эти земноводные квакают, пищат и визжат, причём одновременно используют движения телом.
Например, во время ухаживания самец и самка особым образом касаются друг друга, а самец отвечает на прикосновения самки специфическим пищанием. Всего исследователи насчитали 18 форм сообщений, которые они описывают в своей статье в
На самом деле язык тела используют и другие лягушки, по-особенному прохаживаясь или подпрыгивая «со значением». Вообще общение жестами вполне уместно там, где шумно – например, если ты живёшь рядом с бурным ручьём в тропическом лесу, где полно птиц и других лягушек. Те же прыжки и подпрыгивания используют и H. japi, но их «лексикон» оказался богаче и сложнее.
По материалам LiveScience.
Коллаж язык-лягушка в фотошопе, меняем форму языка, необычный здоровый язык в бесплатном уроке фотошопа
Коллаж лягушка, в фотошопе, интересное решения для языка.
..Шаг 1 Все что вам нужно: 2 исходные фотографии несколько слоев инструмент Clone Tool, инструмент Brush, слой Blending Mode и optionally Layer Mask. Итак, откройте ваши исходные фотографии в PS. Я использовал уже ретушированное фото лица и фотографию лягушки:
Шаг 2 Вырежьте лягушку и вставьте ее на слой с лицом. Повращайте и измените размер лягушки.
Добавьте layer mask к слою с лягушкой и маску к ненужным частям. Когда вы останетесь довольны результатом выберите Menu/Layer/Remove Layer Mask/Apply. Вы можете использовать только Eraser Tool, но маскирование даст больший контроль над процессом.
Шаг 3 Выделите язык на слое с лицом, скопируйте его на новый слой и поместите этот слой между лицом и лягушкой. Уменьшите прозрачность слоя с лягушкой примерно до 40%, оставьте слой видимым, и затем трансформируйте слой с языком так, чтобы он напоминал по форме лягушку.
Затем скройте слой с лягушкой, это должно выглядеть примерно так:
Шаг 4
Затем Ctrl+левая кнопка мыши на слое с лягушкой чтобы создать выделение.
Далее нажмите Ctrl +Shift+I (Select Inverse) и Delete. Снимите выделение (Ctrl+D). Вы также можете удалить слой с лягушкой, она вам больше не нужна. Вращайте и изменяйте размер языка если необходимо (Я сделал его немного больше) и сотрите нижнюю границу с лицом, использующую layer mask, инструментом eraser или clone.
Шаг 5 Создадим тень. Создайте новый слой под языком (назовите его тень 1) и нарисуйте черную тень вокруг языка используя маленькую кисть (brush). Примените размытие по гауссу Filter- Gaussian Blur (с радиусом размытия примерно 2) и измените для слоя значение blending mode на Soft Light.
Создайте новый слой над слоем с языком (назовите его тень 2), Ctrl+левая кнопка мыши на слое с языком, и нарисуйте тень внутри выделения (только края). Снимите выделение, примените размытие по гауссу Filter- Gaussian Blur, измените значение blending mode на Soft Light.
Шаг 6
Почти готово! Сейчас создайте новый слой над всеми предыдущими слоями и назовите его light.
Подправьте изображение инструментом Clone.
Вот и все! Результат выглядит примерно так:
уроке фотошоп, уроки фотошопа, урок Photoshop
ЛЯГУШКИ — это… Что такое ЛЯГУШКИ?
лягушки — Блюдо относительно широко распространенное как в Европе (Франция, Бельгия, Дания, Болгария, Югославия, Греция, Румыния), так и особенно в Юго Восточной Азии (Китай, Сингапур, Малайзия, Бирма, Таиланд, Камбоджа, Лаос и др.) и не являющееся ни … Кулинарный словарь
ЛЯГУШКИ — ЛЯГУШКИ, семейство бесхвостых земноводных. Длина от 3 до 32 см. Свыше 550 видов, распространены широко. Размножаются в воде, самка откладывает от 500 до 11 тыс. яиц, из которых выходят личинки (головастики). В период размножения многие лягушки… … Современная энциклопедия
ЛЯГУШКИ — (настоящие лягушки) семейство бесхвостых земноводных. Длина от 3 до 32 см. Св. 550 видов. Распространены широко (кроме юга Юж. Америки, Юж. Австралии и Нов.
лягушки — Род бесхвостых земноводных из семейства Ranidae; известно около 200 видов, из которых наиболее распространен как генетический объект американский вид R.pipiens (леопардовая, или тигровая, Л.) используется для анализа мутационного процесса и в др … Справочник технического переводчика
лягушки — (настоящие лягушки), семейство бесхвостых земноводных. Длина от 3 до 32 см. Свыше 550 видов. Распространены широко (кроме юга Южной Америки, Южной Австралии и Новой Зеландии). Крупных лягушек (голиафа, лягушку быка, озёрную лягушку) во многих… … Энциклопедический словарь
Лягушки — Прудовая лягушка. Прудовая лягушка. Лягушки, семейство бесхвостых . Свыше 500 видов, распространены широко, кроме Южной Америки, Южной Австралии и Новой Зеландии. Наземные формы Л. окрашены в бурые тона, водные в зелёные.
Бурых Л. в России… … Энциклопедия «Животные в доме»
Лягушки — В Викисловаре есть статья «лягушка» Лягушки: Животные Лягушки, или Бесхвостые (лат. Anura) отряд земноводных. Настоящие лягушки ( … Википедия
Лягушки — Лягушонок (слева) и взрослая особь леопардовой лягушки. ЛЯГУШКИ, семейство бесхвостых земноводных. Длина от 3 до 32 см. Свыше 550 видов, распространены широко. Размножаются в воде, самка откладывает от 500 до 11 тыс. яиц, из которых выходят… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ЛЯГУШКИ — Блюдо относительно широко распространенное как в Европе (Франция, Бельгия, Дания, Болгария, Югославия, Греция, Румыния), так и особенно в Юго Восточной Азии (Китай, Сингапур, Малайзия, Бирма, Таиланд, Камбоджа, Лаос и др.) и не являющееся … Большая энциклопедия кулинарного искусства
Лягушки
Золотая лягушка: спасти культурный символ Панамы
По мнению многих ученых, исчезновение нескольких видов бесхвостых амфибий в Центральной Америке говорит о начале шестой волны массового вымирания.
Другими словами, это значит, что человечество вошло в эпоху антропоцена, в результате которого, согласно ряду ученых, погибнет значительная часть всех млекопитающих, земноводных, кораллов и других видов живых существ. В настоящее время в научных и политических кругах Панамы принимаются срочные меры по спасению панамской золотой лягушки. Виновником стремительного вымирания этого редкого эндемичного вида является человек: именно в результате антропогенной деятельности в Центральной Америке распространился гриб, оказавшийся смертельно опасным для земноводных.
Карла Хименес Комри
Согласно легенде, родившейся в центре Панамы еще до открытия Америки Колумбом, золотая лягушка приносит удачу: тому, кому доведется поймать или даже просто увидеть ее, будет благоволить судьба. Ярко-желтая окраска с пятнами кофейного цвета завоевала ей восхищение местных племен, которые верили, что после смерти лягушка превращается в золотой самородок.
Золотая лягушка или ателоп Цетека (Atelopus zeteki) была впервые обнаружена в долине Эль-Валле-де-Антон и в национальном парке Альтос де Кампана.
На протяжении долгого времени она населяла панамские джунгли, обитая преимущественно у берегов рек и ручьев. Этот эндемичный вид, который встречается исключительно в центральной части Панамского перешейка, является экологическим и культурным символом Панамы, а 14 августа в стране отмечается посвященный ему праздник. Изображение лягушки широко используется в декоре поделок и украшений, в оформлении афиш фестивалей и лотерейных билетов, в ее честь называют гостиницы, магазины и даже местные сорта пива. Тем не менее, несмотря на любовь со стороны всей нации, эта миниатюрная амфибия полностью исчезла из панамских лесов.
По мнению местного герпентолога Роберто Ибаньеса, занимающегося научной деятельностью при Смитсоновском институте тропических исследований (STRI) в Панаме, первые признаки сокращения популяции были отмечены еще в 1993-1996 годах. В конце 2005 года тревогу забил панамский биолог Эдгардо Гриффит, который в ходе экспедиции в долину Эль-Валле-де-Антон обнаружил несколько умирающих лягушек.
Причина вымирания амфибии на тот момент была неизвестна, однако тревожная находка Гриффита совпала по времени с рядом исследований, также выявивших уменьшение численности золотых лягушкек. В последний раз ателоп Цетека в условиях дикой природы был замечен в 2007 году, в ходе съемок компанией «Би-би-си» документального сериала «Жизнь с холодной кровью» (Life in Cold Blood), посвященного пресмыкающимся и земноводным.
Причиной такого массового вымирания считается распространение патогенного гриба Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) из класса хитридиомицетов, который ставит под угрозу исчезновения не только панамских золотых лягушек, но и земноводных во всем мире. Вызываемая им болезнь – хитридиомикоз – «поражает кожный покров лягушек и приводит к нарушению его функций», поясняет Роберто Ибаньес. Главная задача кожного покрова заключается в регуляции водно-солевого обмена между организмом и окружающей средой. У больных хитридиомикозом лягушек нарушаются процессы поступления в организм электролитов и их выведения, в результате чего концентрация натрия и калия в крови сокращается, а это, в свою очередь, приводит к остановке сердца.
Инвазивный вид
Вероятнее всего, гриб Bd попал в Центральную Америку из Африки. Во всяком случае, такого мнения придерживается большинство панамских биологов. Он естественным образом присутствует в эпидермисе южноафриканской гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis), самки которой с начала 1930-х годов широко использовались в качестве теста на беременность. Не подозревая, что Xenopus laevis является переносчиком смертельно опасного для других видов заболевания, человек привез его и на другие континенты.
Предполагается, что распространению Batrachochytrium dendrobatidis в Панаме способствовала именно гладкая шпорцевая лягушка, продолжает Роберто Ибаньес, отмечая, что в настоящее время гриб встречается на территории всей страны и угрожает также другим видам земноводных. В связи с «губительным воздействием на биологическое разнообразие» Международный союз охраны природы включил Bd в список 100 самых опасных инвазивных чужеродных видов.
Эдгардо Гриффит описывает его как организм с высокой степенью патогенности, который «сокращает биоразнообразие, изменяет демографическую динамику, негативно сказывается на репродуктивных процессах и полностью уничтожает популяции некоторых видов». Смертоносный гриб встречается не только в Панаме, но и в других странах Латинской Америки.
Ноев ковчег для амфибий
На данный момент в Панаме не существует эффективного метода лечения хитридиомикоза. Тем не менее, ученые надеются, что когда-нибудь им удастся вернуть золотую лягушку в естественную среду обитания. Первый шаг на пути решения данной проблемы был предпринят в 2011 году, когда правительство Панамы приступило к осуществлению плана действий по сохранению земноводных страны. В рамках плана ведется деятельность по трем направлениям: научно-исследовательская работа, меры по сохранению вида и проведение образовательных мероприятий. Существенные меры принимаются и фондом по защите земноводных Эль-Валле (El Valle Amphibian Conservation Center, EVACC), председателем которого является Эдгардо Гриффит, однако несмотря на все усилия, лягушка по-прежнему содержится исключительно в неволе.
В общей сложности в зоопарке фонда обитает около 4 500 лягушек, в том числе около тысячи особей ателопа Цетека.
В другом конце страны, в городке Гамбоа, расположенном на территории бывшей зоны Панамского канала и граничащем с влажными тропическими лесами, с 2009 года осуществляется еще один проект, направленный на спасение и сохранение земноводных ex-situ – то есть, вне естественной среды. В рамках проекта, которым руководит Роберто Ибаньес, в тридцати двух километрах от панамской столицы был построен центр, где создаются условия для размножения видов, находящихся на грани исчезновения, в том числе из-за хитридиомицетов. Центр представляет собой своеобразный Ноев ковчег, призванный сохранить в неволе виды, которым угрожает наибольшая опасность, с тем чтобы восстановить их популяции в естественной среде после того, как будет найден метод борьбы с грибом Bd. В настоящее время в центре обитает около 1 200 особей лягушек девяти различных видов – за исключением ателопа Цетека.
Однако Роберто Ибаньес надеется получить несколько особей из фонда Эль-Валле до конца 2018 года.
Сможет ли золотая лягушка когда-нибудь вернуться в естественную среду обитания? Ученые, которые всячески борются за ее сохранение, уверены в успехе. Остается надеяться, что удача, символом которой она является, будет на ее стороне.
9 невероятных фактов о лягушачьих языках
- Лягушки могут поднимать вес в 1,4 раза больше их собственного веса с помощью одного языка. Это как если бы человек поднял языком холодильник.
- Исследователи обнаружили, что лягушки могут схватить добычу менее чем за 0,07 секунды, в пять раз быстрее, чем вы можете моргнуть.
Ниже приводится стенограмма видео.
Представьте, что вы можете высунуть язык и лизнуть пупок.Оказывается, лягушке было бы легко, если бы у нее действительно были пупки.
Язык лягушки составляет треть длины ее тела, и это только начало этой чудесной части тела.
Этот длинный язык покрыт тысячами слизистых желез, которые выделяют одни из самых липких слюн на Земле. Фактически, когда исследователи изучали слюну рогатой лягушки в 2014 году, они обнаружили, что эти лягушки могут поднимать в 1,4 раза больше собственного веса с помощью своих липких языков. Это как если бы человек поднял языком холодильник!
Из-за этого лягушки не выказывают язык ради развлечения, но когда они наконец это делают, они могут схватить еду прямо из воздуха.Видите ли, хотя лягушки не умеют летать, многие охотятся на самых быстрых и ловких крылатых животных, таких как мухи, бабочки и стрекозы. Им даже не нужно гнаться за едой. Они просто сидят и ждут.
Это еще более впечатляет, если учесть, что мухи воспринимают время медленнее, чем другие животные. Каждая секунда кажется мухе четырьмя секундами, поэтому у них есть все время в мире, чтобы спастись от хищника. Вспомните, когда вы в последний раз пытались прихлопнуть муху. Не так-то просто, правда?
Что ж, у лягушек есть трюк в рукаве: сверхбыстрый язык.
Их язык состоит из двух мощных групп мышц: разгибателя и втягивающего элемента. Удлинитель стреляет языком в жертву со скоростью 4 метра в секунду. В то же время лягушка щелкает своими челюстями, и язык вращается во время выстрела, как летящая пуля. Бац! Прежде чем ты успеешь моргнуть, все кончено.
Исследователи обнаружили, что лягушки могут схватить добычу менее чем за 0,07 секунды, в пять раз быстрее, чем вы можете моргнуть. Но скорость — не единственное оружие лягушки.
Язык лягушки в 10 раз мягче нашего, почти такой же податливый, как ваш мозг.И эта мягкость делает его очень гибким, так что он может оборачиваться вокруг своей жертвы, намазывая муху супер липкой слюной, удерживая ее на месте, как клей. Эта муха никуда не денется. Все, что осталось сделать, это намотать его.
Втягивающая мышца лягушки дергает за язык, который движется назад, как трос. В течение 15/100 секунд он снова исчезает во рту.
Чтобы выбить добычу, лягушка втягивает глазные яблоки обратно в голову.
Это давление сдвигает добычу с языка, готовую к проглатыванию целиком.
Глоток! G-g-gulp!
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: это видео было первоначально опубликовано в марте 2019 года.
Языки лягушки
Что такого особенного в лягушачьих языках?
Если вы когда-нибудь пробовали прихлопнуть муху, вы знаете, как быстро эти вредители ускользают от нашей атаки. Что происходит, когда вы полагаетесь на этих надоедливых насекомых на обед? Лягушки, группа земноводных, хватают эту быструю неуловимую добычу, используя только свой липкий язык.
Универсальный лягушачий язык с легкостью захватывает мокрые, волосатые и скользкие поверхности.Даже бытовые ленты не могут прочно держаться на влажных или пыльных поверхностях. Что делает этот язык еще более впечатляющим, так это его скорость: более 4000 видов лягушек и жаб ловят добычу быстрее, чем человек может моргнуть. Вы можете подумать, что лягушачий язык может захватывать только легкую добычу, но исследования показали, что лягушачий язык может тянуть в 1,4 раза больше собственного веса.
В этом исследовании мы выясняем механизм прилипания языка лягушки с помощью высокоскоростной видеосъемки, испытаний материалов и всеобъемлющей теоретической модели.
История лягушачьих языков
Эти влажные слизистые земноводные были изучены еще в 1849 году нашей эры, когда Август Валлер опубликовал первое задокументированное исследование нервов и сосочков лягушачьего языка. Уоллера восхищала мягкая липкая природа лягушачьего языка: «Внимание физиологов было сначала направлено мной на особые преимущества, которыми обладает язык живой лягушки… Чрезвычайная эластичность и прозрачность этого органа побудили меня представить его.
к микроскопу.”
Высокоскоростное видео захвата добычи
Мы снимали различных лягушек и жаб в зоопарке Атланты и ботаническом саду Атланты. Язык лягушки способен поймать насекомое менее чем за 0,07 секунды, что в пять раз быстрее, чем моргание человеческого глаза. Кроме того, ускорение насекомых во время захвата может достигать 12-кратного ускорения силы тяжести (для сравнения, астронавты обычно испытывают примерно в 3 раза ускорение силы тяжести во время запуска ракеты). В отличие от людей, лягушачьи языки соединяются в передней части нижней челюсти, а не в задней части горла.Язык лягушки выступает изо рта с помощью инерционного механизма проецирования: челюсть быстро открывается, язык вращается, и инерция ткани заставляет язык выдвигаться к добыче. Мы снимали различные виды лягушек и жаб, которые ловят насекомых мягким и липким языком.
Язык лягушки в 10 раз мягче человеческого языка
Чтобы понять, как язык лягушки прилипает к насекомым, мы должны были понять свойства тканей и слюны.
Мы измерили мягкость ткани языка с помощью машины для вдавливания, которая протыкает биологические материалы и измеряет силы. Мягкость описывает деформацию языка при приложении растягивающей силы. Соотношение сила-смещение затем может описывать мягкость на основе формы головки вдавливания, такой как цилиндр или сфера. Мы обнаружили, что языки лягушки примерно такие же мягкие, как ткань мозга, и в 10 раз мягче человеческого языка (язык лягушки северного леопарда может иметь значение модуля Юнга всего 1.5 кПа!). Мы также измерили значения мягкости для 7 других видов лягушек и жаб, у всех которых мягкость языка сопоставима.
Слюна лягушки — жидкость, разжижающая сдвиг
Чтобы понять, как слюна способствует прилипанию, мы в первую очередь смотрели на вязкость слюны. Вязкость — это обычный показатель для сравнения жидкостей, который описывает сопротивление слюны движению. Реометру (прибор для измерения вязкости) требуется около одной пятой чайной ложки жидкости для проведения теста.
Земноводные уникальны тем, что выделяют слюну через железы, расположенные на их языке. Итак, однажды ночью мы потратили несколько часов, соскребая 15 мертвых лягушачьих языков, чтобы получить достаточно большой образец слюны для тестирования. После тестирования мы были удивлены, обнаружив, что слюна представляет собой вязкоупругую жидкость, разжижающуюся при сдвиге. Слюна имеет два различных режима: высокая вязкость (густая, как мед) и низкая вязкость (в 50 раз менее вязкая). Эти два режима зависят от того, насколько быстро слюна срезается при отдыхе между параллельными пластинами.Скорость сдвига можно сравнить с растиранием жидкости между кончиками пальцев с разной скоростью. Распространенной жидкостью, разжижающей сдвиг, является кетчуп, который прилипает к внутренней части бутылок, но может течь, когда бутылка постукивается.
Как мягкий язык, пропитанный слюной, является лучшим клеем?
Мягкий язык и вязкоупругая слюна, разжижающаяся на сдвиг, работают в унисон, чтобы прилипать к насекомым.
Чрезвычайная мягкость языка позволяет ему деформироваться и захватывать насекомое во время удара жертвы.Во время втягивания насекомого язык действует как пружина, накапливая энергию в мягких тканях и уменьшая силы разделения между слюной и насекомым. Вы можете представить, что язык действует как эластичный шнур для насекомого; если бы язык был жестче, это было бы похоже на человека, прыгающего с моста с жесткой веревкой, обернутой вокруг лодыжки. Слюна обладает уникальными свойствами, поддерживающими адгезию. Мы обнаружили, что слюна разжижается; в режиме низкой скорости сдвига слюна невероятно вязкая (более вязкая, чем мед).В режиме высокой скорости сдвига слюна становится более чем в 50 раз менее вязкой. Этот двухфазный режим слюны помогает прилипать к добыче во время удара и вынимать ее изо рта. Во время столкновения с добычей слюна испытывает высокие скорости сдвига, в результате чего слюна становится жидкой и жидкой, проникая в трещины насекомых. Во время втягивания насекомого слюна испытывает низкую скорость сдвига, укрепляя и удерживая насекомое.
Как только насекомое оказывается во рту, глазные яблоки лягушки опускаются в ротовую полость и толкают насекомое в глотку.Это сдвигающее движение снова приводит к тому, что слюна становится жидкой и жидкой, позволяя насекомому соскользнуть с языка.
Язык лягушки: все, что нужно знать
Лягушки обладают несколькими характеристиками, которые делают их уникальными существами, но их наиболее отличительной чертой, безусловно, является их язык. Эти невероятные мышечные органы необходимы для выживания лягушки, особенно для ловли добычи. Однако большинство людей очень мало знают о лягушачьих языках, не считая того факта, что они длинные и могут ловить мух прямо из воздуха.
Язычки лягушки — это мышечная ткань, используемая в основном для охоты на добычу. Этот чрезвычайно мягкий придаток в 10 раз мягче человеческого языка, обычно составляет 1/3 длины тела лягушки, и покрыт уникальной обратимой слюной, которая может как разжижаться, так и затвердевать, чтобы удерживать и удерживать ее.
Еще более примечательной является скорость, с которой лягушки вырывают язык изо рта. Если вы любитель лягушек или вам просто интересно узнать о способностях этих удивительных земноводных к изучению языка, мы настоятельно рекомендуем вам продолжить чтение.В этой статье мы ответим на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о лягушачьих языках, касающихся их длины, липкости, скорости и т. Д.
Как лягушки ловят добычу языком?
Язычки лягушки состоят из мышечной ткани, состоящей из клеток, которые обладают особой способностью сокращаться или сокращаться, чтобы производить движение. Этот чрезвычайно мягкий придаток покрыт уникальной обратимой слюной, которая может как разжижаться, так и затвердевать, чтобы удерживать и удерживать хватку.
Учитывая, что язык лягушки движется намного быстрее, чем может заметить человеческий глаз, может быть трудно понять, как они могут эффективно ловить добычу. Обвиваются ли их языки вокруг насекомых и втягивают ли их внутрь, или они прилипают к добыче, как высококачественный клей?
Лягушки ловят свою добычу, покрывая ее липкой слюной, известной науке, сделанной из неньютоновской жидкости.
Эта слюна выделяется тысячами слизистых желез и превращается из жидкости в твердую и обратно, что позволяет легко ловить и захватывать насекомых.
Благодаря этой уникальной обратимой слюне лягушки ловят добычу просто невероятно. В отличие от людей, у которых во рту есть слюнные железы для слюноотделения, языки лягушки сами могут выделять слюну, даже если она больше не прикреплена к лягушке (Alexis, 2017).
Находясь во рту лягушки, слюна принимает более твердую форму, которая в 5 раз толще меда, поэтому язык не прилипает к внутренней части рта лягушки и не вызывает проблем с едой или дыханием.Однако, когда лягушка охотится, она стреляет и обхватывает языком целевое насекомое.
После того, как язык обернулся вокруг своей добычи, некогда густая слюна разжижается и покрывает насекомое, прежде чем оно быстро вернется в свою липкую форму, чтобы не потерять хватку. Теперь, когда насекомое плотно прижато к языку лягушки, оно может втягивать его в рот.
Однако, поскольку слюна лягушки, когда она не покрывает добычу, обычно густая, ее бывает трудно проглотить, особенно когда насекомое находится во рту.Чтобы решить эту проблему, лягушка будет глотать, закрыв глаза, чтобы подтолкнуть глазные яблоки к голове, потому что сила этого действия повторно разжижает ее слюну и облегчает глотание.
Какая длина у лягушачьего языка?
Когда вы видите, как язык лягушки вырывается из глубины их рта, большинство людей поражается его длине, поскольку кажется, что он продолжается бесконечно, пока не столкнется с намеченной целью.
Как правило, язык лягушки составляет примерно 1/3 длины всего тела лягушки.Следовательно, африканская лягушка-бык длиной 9 дюймов обычно имеет язык длиной 3 дюйма.
Вот несколько примеров длины лягушачьего языка на основе некоторых видов лягушек и их средних размеров:
Следовательно, у более мелких лягушек, таких как древесные лягушки или весенний пипер, языки обычно меньше дюйма в длину, в то время как у более крупных видов , например, лягушка-голиаф, может иметь язык от трех до четырех дюймов в длину, учитывая, что их общий средний размер составляет около 11.2 дюйма в длину.
Тем не менее, средняя длина человеческого языка составляет около 3 дюймов, что означает, что некоторые из самых крупных видов лягушек имеют языки, которые имеют относительно такую же длину, как и наш, несмотря на то, что они составляют крошечную часть нашего размера.
Средняя скорость и сила за языком лягушки
Еще более удивительна, чем длина лягушачьего языка по отношению к общей длине их тела, — это скорость и сила, с которыми они, по сути, могут выбросить этот придаток изо рта.
Поскольку лягушки используют свои языки для охоты, они должны ловить добычу со значительной скоростью, если у животного есть хоть какая-то надежда поесть в этот день и в конечном итоге выжить. К счастью, лягушачьи языки развились и запускаются со скоростью, которую человеческий глаз едва ли может уловить.
Среднестатистический лягушачий язык может высвободиться изо рта, схватить добычу и вернуться в нее всего за 0,07 секунды и вытащить предметы, которые весят до 1,4 веса тела лягушки. Кроме того, насекомые, пойманные языком лягушки, могут испытывать в 12 раз большее ускорение силы тяжести (или 12 G силы).
Для сравнения: космонавты испытают около 3 G силы во время запуска ракеты. Таким образом, явной силы, которую ощущают эти насекомые, определенно достаточно, чтобы ошеломить их, даже если у них даже было время зарегистрировать удар.
Скорость, с которой движется язык лягушки, в 5 раз быстрее, чем может моргнуть человек, что означает быструю смерть для любого, кому не повезло, застрять на впечатляющем языке лягушки.
Как язык лягушки справляется с такой силой?
Принимая во внимание неземную силу лягушачьего языка, можно задаться вопросом, как такая маленькая и мягкая мышца не просто отрывается от языка лягушки, когда она пытается охотиться за добычей.Вы можете предположить, что его язык должен быть невероятно сильным, но, напротив, именно его мягкость делает это возможным (CTNF).
Исследования показали, что биологический материал, из которого состоит язык лягушки, является одним из самых мягких из существующих (Alexis, 2017). Для сравнения, он в десять раз мягче человеческого языка и относительно эквивалентен ткани человеческого мозга.
Именно этот материал позволяет лягушке безопасно стрелять языком по целям с такой скоростью и не рисковать целостностью этой мышцы. Мягкий эластичный материал действует как своего рода пружина или эластичный шнур, который поглощает и сохраняет силу, которую язык испытывает при ударе, и позволяет языку удерживать пленника и безопасно возвращаться в рот лягушки.
Подробнее о лягушачьих языках
Что касается хищников, лягушка может показаться не очень сильным противником, но знание силы, скорости и явной липкости, стоящей за их любимым оружием, делает их грозным противником.
Нам, людям, повезло, что эти амфибии слишком малы, чтобы атаковать нас в ближайшее время.К сожалению, как только лягушка видит следующий прием пищи, у большинства насекомых и даже маленьких птиц и мышей не остается шансов, поскольку их некогда процветающая жизнь исчезает за доли секунды.
Узнайте больше о лягушках и о том, как они используют свой язык, в руководствах в нашем блоге:
Общие вопросы о лягушачьих языках
Как называется язык лягушки? У лягушачьего языка нет конкретного названия, хотя научное название языка — lingua.Поэтому биологи могут называть лягушачий язык своим «lingua».
Насколько липкий язык лягушки? Среднестатистический лягушачий язык может высвободиться изо рта, схватить добычу и вернуться за 0,07 секунды, вытащив предметы, вес которых в 1,4 раза превышает вес тела лягушки. Кроме того, насекомые, захваченные языком лягушки, могут испытывать в 12 раз большее ускорение силы тяжести (или 12 G силы).
Чем отличается язык лягушки? Языки лягушек имеют примерно ⅓ длины тела, в 10 раз мягче человеческого языка и могут двигаться со скоростью в 5 раз быстрее, чем человек может моргнуть.Кроме того, насекомые, захваченные языком лягушки, могут испытывать в 12 раз большее ускорение силы тяжести (или 12 G силы).
Есть ли у лягушек раздвоенный язык? Как правило, у лягушек нет раздвоенных языков, но у них может быть небольшой плюн на кончике языка или больший кончик языка, чтобы лучше охватить и схватить свою добычу.
Насколько силен язык лягушки? У лягушки очень сильные языки, способные выпускать, хватать добычу и возвращаться всего за 0,07 секунды, а также хватать предметы весом до 1.В 4 раза больше веса лягушки. Кроме того, насекомые, захваченные языком лягушки, могут испытывать в 12 раз большее ускорение силы тяжести (или 12 G силы).
Сколько длины у лягушачьих языков? Как правило, язык лягушки составляет примерно 1/3 длины всего тела лягушки. Таким образом, африканская лягушка-бык длиной 9 дюймов обычно имеет язык длиной 3 дюйма, а у Spring Peeper, длина которого составляет 1,24 дюйма, длина языка составляет 0,41 дюйма.
Источники
Большая часть содержания этой статьи была основана на следующем исследовании Alexis C.Нобель и др .:
Алексис К. Ноэль, Хао-Юань Го, Марк Мандика, Дэвид Л. Ху. Лягушки используют вязкоупругий язык и неньютоновскую слюну для ловли добычи . Журнал Королевского общества Интерфейс , 2017; 14 (127): 20160764 DOI: 10.1098 / rsif.2016.0764
Physics.gatech.edu, Высокоскоростной клей для языка лягушки
Healthline, Какова длина среднего человеческого языка?
Почему лягушачьи языки такие липкие
Четыре года назад Алексис Ноэль, новый докторант Технологического института Джорджии, обратилась к классу вскрытия со странной просьбой.Когда они закончили резать лягушек, она спросила, а у нее есть языки? Они сказали да.
Ноэль всегда любила лягушек, поэтому, когда она позже присоединилась к лаборатории биомеханики Дэвида Ху, она ухватилась за возможность изучить их. Ху тоже был заинтересован. Во время недавней поездки в Ботанический сад Атланты он наблюдал, как кормят группу ярких ядовитых лягушек-стрел. В их движениях он увидел чудо физики. Они пускали свои липкие языки в насекомых с невероятной скоростью и точностью.Когда он позже заснял леопардовую лягушку на высокоскоростную камеру, он показал, что она может ловить насекомых менее чем за 0,07 секунды — в пять раз быстрее, чем моргание человека. А когда его язык попадает в цель, удар отбрасывает цель с ускорением, в 12 раз превышающим скорость силы тяжести. И все же как-то не слетает. Он прилипает.
Попробуйте создать влажный материал, который может ударить по сильно текстурированному объекту на невероятно высокой скорости и прилипнуть. Ты не можешь. Ни у кого нет. И тем не менее лягушки совершают этот подвиг каждый раз, когда едят.Люди изучают лягушачьи языки с XIX века, но никогда не понимали, что именно делает их такими липкими.
Чтобы выяснить это, Ноэль собрала языки в классе препарирования и — в великих традициях естествоиспытателей — ткнула их пальцем. Она и Ху были поражены тем, насколько мягкими оказались языки. «Это как кусок глупой замазки; когда вы дотрагиваетесь до него, вы не можете сказать, твердое оно или жидкое, — говорит Ху. «И они были невероятно липкими. Свежежеванная жевательная резинка похожа на зефирный пух, который невозможно оторвать от рук.
Затем Ноэль отправился в лабораторию по испытанию материалов с окровавленными мешками, полными лягушачьих языков, и человеческими языками, собранными на трупной ферме на территории кампуса. Медленно вдавливая цилиндр в лишенные тела органы, она показала, что человеческие языки в 10 раз жестче лягушачьих. Действительно, языки некоторых видов лягушек оказались одними из самых мягких биологических материалов, когда-либо измеренных. «Они такие же мягкие, как человеческий мозг, но мозг не собирается хватать вещи», — говорит Ху. Когда язык попадает в насекомое, его превосходная мягкость позволяет ему обхватить цель, обеспечивая такой же большой контакт. площадь по возможности.Это также означает, что «собственная инерция языка заставляет его значительно удлиняться во время вращения наружу, увеличивая диапазон захвата лягушек и их способность застать насекомых врасплох», — говорит Курт Швенк из Университета Коннектикута.
Язык также имеет встроенные амортизаторы — кусочки жира и мускулов, которые гасят энергию, выделяемую при ударе. Они вступают в игру, когда язык втягивается: они не дают насекомому отслоиться, несмотря на приложенные к нему большие силы.«Язык похож на батут и на бейсбольную перчатку — он тянется, но и цепляет вас», — говорит Ху.
«Известно, что леопардовые лягушки поедают различных насекомых, дождевых червей и других беспозвоночных», — говорит Дженна Монрой из колледжа Клермонт. «Возможно, что в зависимости от размера добычи, лягушка могла активировать мышцы языка, чтобы регулировать жесткость и демпфирование языка при контакте, что гарантирует успешный захват».
«Но очень мягкие ткани — это только половина дела», — говорит Ноэль.Другая половина — это слюна лягушки.
Она и ее коллеги потратили целую вечность на соскабливание слюны со своих скопившихся лягушачьих языков. «Он очень вязкий, поэтому, когда вы соскребаете, вам нужно соскребать его со скребка», — говорит Ху. «Через полчаса получили полмиллилитра. Это как самый ценный материал в мире «.
«Раньше люди думали, что слюна просто густая и липкая», — говорит Ноэль. Но когда она изучила его, она обнаружила, что на самом деле это неньютоновская жидкость — жидкость, свойства которой меняются в зависимости от приложенных к ним сил.При перемешивании мед из твердого состояния становится жидким. Смесь кукурузного крахмала и воды становится твердой, если вы ее ударите. Кетчуп становится более жидким, если встряхнуть бутылку. Слюна похожа на кетчуп: сила делает ее менее вязкой. Но в то время как человеческая слюна становится примерно в десять раз менее вязкой, если к ней прилагать силу, слюна лягушки становится в сто раз менее вязкой.
Алексис Ноэль в лаборатории с жабой.( любезно предоставлено Alexis Noel )
Итак, когда язык лягушки ударяет насекомое, его слюна течет свободно и легко просачивается в каждую щель и щель.Когда язык замедляется и начинает втягиваться, слюна снова превращается в пасту, эквивалент сжатого кулака, сжимающего насекомое для обратного пути.
«Анализ помогает объяснить многие странные наблюдения, например, почему лягушки используют заднюю часть своих глазных яблок, чтобы заталкивать добычу в глотку», — говорит Кииса Нисикава из Университета Северной Аризоны. Когда насекомое оказывается во рту лягушки, лягушка должна убрать его с языка. К счастью, все его уловки с адгезивом лучше всего работают в перпендикулярном направлении — насекомое может быть действительно сложно оторвать, но сравнительно легко отодвинуть его от .Лягушке просто нужно что-то, чтобы противостоять насекомому, поэтому она использует свои глазные яблоки. Двенадцать лет назад Роберт Левин использовал рентгеновские снимки, чтобы показать, что лягушка глотает, она втягивает глазные яблоки внутрь и использует их, чтобы отталкивать жертв от своего языка.
Многие исследования липких животных привели к разработке новых материалов. Способность гекконов ползать по стенам вдохновила на разработку мощных сухих клеев. Бороды мидий — сети липких волокон, которые прикрепляют их к камням — послужили основой для создания клея, работающего под водой.Черви послужили основой для создания лучшего вида медицинской ленты и кровоустойчивых клеев, которые могут лечить органы без наложения швов. Кто знает, к чему приведут лягушачьи языки? «Представьте себе швы, которые можно наложить очень быстро, а затем они затвердеют», — говорит Ху. «Или пластыри, которые действительно причинят меньше вреда, если их быстро снять».
«Почему нам это нужно?» — спрашивает Нисикава, который также изучает биомеханику животных. «Потому что вдохновение из биологии можно применить к практическим человеческим проблемам. Лягушачьи языки кажутся довольно загадочными, но помните, что антибиотики появились из хлебной плесени.
Ноэль тем временем обращает свое внимание на кошачьи языки. Они покрыты крошечными шипами, и Ноэль хочет знать, помогают ли они кошачьим ухаживать за собой, отрывать мясо от костей или что-то еще. «Я работаю как с языком домашней кошки, так и с языком тигра», — говорит она. «Двое моих любимых животных — кошки и лягушки, и это то, что я сейчас изучаю. Это хорошая жизнь.
Тайная физика, которая делает языки лягушек такими безумно липкими
Если вы когда-нибудь видели, как лягушка ловит жука языком в воздухе, вы поймете, что у нее есть довольно уникальные охотничьи навыки.
На самом деле, лягушки прилипают и отклеивают язык от добычи лучше, чем любой коммерческий клей, который мы смогли создать, и способны затаскивать насекомых обратно в рот с пиковым ускорением 12 g — намного больше, чем все, что испытывают астронавты. .
Но как это возможно? Как объясняет Дерек Мюллер в последнем выпуске Sciencium, все это благодаря невероятной физике … и лягушачьей слюне. 2 (394 фута / сек 2 ).
В попытке выяснить, как это было возможно, группа исследователей из Технологического института Джорджии использовала высокоскоростные камеры, чтобы заснять лягушек и жаб, которые тянут насекомых в свои рты на сумасшедших скоростях, создавая некоторые из потрясающих кадры, которые вы видите на видео выше.
Затем они измерили мягкость языка лягушки и жабы.
Интересно, что они обнаружили, что языки лягушки особенно мягкие — в 10 раз мягче человеческого языка и сопоставимы по мягкости с мозговой тканью крысы.
Почему важна мягкость? На самом деле это одна из важных вещей, объясняющих, почему лягушачьи языки такие липкие.
Вторая часть головоломки — это не что иное, как лягушачья слюна.
Команда обнаружила, что лягушачья слюна — это разновидность неньютоновского вещества, называемого двухфазной вязкоупругой жидкостью.
Как следует из названия, это означает, что жидкость имеет высокое сопротивление течению, как и мед, но она также эластична, что означает, что она деформируется при приложении быстрой силы, но впоследствии возвращается к своей прежней форме.
Внешний вид жидкости зависит от величины действующей на нее поперечной силы. Таким образом, под давлением слюна становится жидкой, а когда давление снимается, она становится липкой и вязкой.
Это что-то вроде другой неньютоновской жидкости, томатного соуса (или кетчупа), которая липкая, и ее трудно сдвинуть с места, когда она находится на дне бутылки, но если вы приложите давление, постучав по ней, она станет жидкой — и иногда бывает везде.
Для лягушек эта комбинация сверхмягкого языка и неньютоновской слюны является ключом к ее липкости.
Когда язык лягушки ударяется о свою добычу, он применяет силу сдвига, от которой слюна лягушки становится жидкой и проникает в каждую неровность и щель насекомого.
Когда давление падает после первого удара, слюна становится густой, липкой и эластичной, помогая ей хвататься за добычу с достаточной силой, чтобы противостоять сумасшедшим перегрузкам, когда ее втягивают обратно в пасть лягушки.
Как только насекомое благополучно оказывается во рту лягушки, глаза лягушки фактически опускаются вниз, чтобы снова выдавить слюну, возвращая ее в жидкое состояние, так что добыча высвобождается, и лягушка может сжечь ее.Гений.
Это довольно увлекательная наука, но оказывается, что люди тоже могут многому у нее научиться.
Мы позволим Дереку объяснить это в видео выше, но мы добавим, что мы очень взволнованы идеей использования искусственной лягушачьей слюны для ходьбы по стенам. Спасибо, природа.
Особый вертел — секрет необычайно липких лягушачьих языков, показало исследование | Биология
Ученые обнаружили, что делает язык лягушки уникально липким, позволяя амфибии ловить мух, неподвижно сидя на корточках у кромки воды.
Слюна лягушки, как показало исследование, обладает странным свойством: она может переключаться между жидкой и водянистой, когда хлыстоподобный язык попадает в цель, на толстую и липкую, когда насекомое наматывается, создавая почти неизбежную ловушку.
Алексис Ноэль, кандидат технических наук в Технологическом институте Джорджии в Альтланте и первый автор статьи, сказал: «У лягушек слюна легко просачивается при попадании в насекомое, а затем сгущается при втягивании. Это действительно невероятный процесс.»
Преобразование вызывается поперечными силами — силами, действующими в невыровненных направлениях — на слюну, превращая ее в так называемую неньютоновскую жидкость. Заварной крем — хорошо известный пример этого явления: вы можете медленно погрузить руку в миску с заварным кремом, но если вы ударите по нему кулаком, он станет твердым.
Для слюны лягушки — жидкости, «разжижающей сдвиг», оказалось, что верно обратное. Неподвижный на поверхности шарик лягушачьей слюны имеет густую сопливую консистенцию. Но когда лягушка на высокой скорости ударяет языком по своей жертве, срезающая сила резко разжижает слюну, позволяя ей заполнить все щели насекомого.
«Затем, когда язык отрывается, слюна меняется и становится более вязкой — на самом деле более густой, чем мед, — сжимая насекомое для обратного пути», — сказал Ноэль.
Наконец, когда лягушка трется языком о внутреннюю часть рта, насекомое снова отрезается и проглатывается.
Ученые определили точную скорость сдвига при падении вязкости, проанализировав образцы слюны 18 лягушек с помощью реометра, высокочувствительного устройства для измерения свойств жидкостей.
Это свойство возникает из-за высоких концентраций длинноцепочечных белков в слюне лягушки, которые придают ей более слизистую консистенцию, чем человеческая слюна. Более низкие концентрации тех же белков в человеческой слюне — это то, что заставляет слюну образовывать длинные нити перед тем, как капать. «Вот почему слюна и сопли в носу отвратительны», — сказал Ноэль.
В статье, опубликованной в Journal of the Royal Society Interface, также описывается, как чрезвычайная мягкость языка лягушки — он такой же мягкий, как ткань мозга или в 10 раз мягче человеческого языка, — еще больше усиливает липкость.Когда язык ударяется о добычу, он обвивается вокруг нее и тянется, как эластичный шнур, позволяя втягивать язык достаточно плавно, чтобы не было просто отбросить муху.
Исследователи считают, что открытие может найти практическое применение в будущем.
«Мы надеемся изучить обратимые клеи», — сказал Ноэль, сославшись на будущую возможность создания дронов с искусственными лягушачьими языками, которые могли бы вылетать и захватывать объекты в полете.
Чтобы поймать добычу, лягушки превращаются в липкую слюну: Двусторонний: NPR
Лягушачья слюна может быть одной из самых привлекательных на планете.
Это согласно новому исследованию слюны лягушки, которое показывает, что липкий материал создан специально для того, чтобы ловить насекомых.
Это помогает объяснить, как лягушки могут хватать мух из воздуха с невероятной скоростью и держаться за них, используя только язык.
Исследователи подозревали, что слюна лягушки может быть важным инструментом для охоты.
Леопардовая лягушка ловит сверчка своим липким языком. Предоставлено А. Ноэлем и Д.Л. Ху / Технологический институт Джорджии скрыть подпись
переключить подпись Предоставлено А. Ноэлем и Д.Л. Ху / Технологический институт ДжорджииЛеопардовая лягушка ловит сверчка липким языком.
Предоставлено А. Ноэлем и Д.Л. Ху / Технологический институт ДжорджииЧтобы выяснить это, им нужно было совсем немного слюны лягушки. «На самом деле у меня было 15 лягушек, и я поскреб им на пару часов за одну ночь, — говорит Алексис Ноэль, аспирант Технологического института Джорджии, который руководил исследованием. — Это было довольно отвратительно».
Затем исследователи использовали высокоскоростную фотографию и инструмент под названием реометр для анализа слюны лягушки в условиях отлова добычи.
Они обнаружили, что когда язык лягушки ударяется о муху, слюна фактически меняет свойства, чтобы поймать насекомого на своем языке. Слюна лягушки обычно густая, как мед. Но когда лягушка ударяет языком насекомое, эта сила заставляет густую слюну разжижаться. Водянистая слюна разливается по укромным уголкам и щелям тела насекомого, улавливая беспомощного жука. Затем слюна снова становится густой, и лягушка может затянуть насекомое себе в пасть.
Это помещает лягушачью слюну в уникальный класс жидкостей, которые могут изменять свойства.Они известны как неньютоновские жидкости.
Лягушки используют глазные яблоки для глотания
Тигровоногая лягушка-обезьяна использует свои глазные яблоки, чтобы глотать, отталкивая пойманное насекомое с языка.
Распространенный пример — краска для стен. Краска в баллончике довольно густая, но если нанести ее кистью на стену, она станет тоньше. Сила кисти заставляет краску разжижаться и равномерно растекаться по стене.Уберите кисть, и краска снова станет липкой, оставаясь на стене.
Так как же лягушка избавляется от насекомого со своего супер-липкого языка, когда оно оказывается во рту? Конечно, на глаз.
«Они фактически засовывают свои глазные яблоки в ротовую полость и прижимают насекомое к языку», — говорит Ноэль. Сила глазных яблок разжижает слюну, освобождая жука от языка.
Дело не только в слюне, язык лягушки тоже играет большую роль.«Язык лягушки подобен тросу, в котором язык при оттягивании фактически растягивается и деформируется», — говорит Ноэль. Это растяжение помогает поддерживать контакт языка с насекомым. Язык также чрезвычайно мягкий — в 10 раз мягче человеческого языка. Эта мягкость помогает сохранять густоту слюны, когда жук возвращается в пасть лягушки.
Исследование, опубликованное во вторник в журнале Королевского общества Интерфейс , является первым исследованием вязкости слюны лягушки с использованием этих методов.
Авторы предполагают, что лягушачьи языки однажды могут помочь инженерам разработать обратимые мягкие клеи, которые будут работать на высоких скоростях. «Возможно, даже на конвейерной ленте на производственном предприятии, если вам нужно было очень быстро забрать очень хрупкие компоненты», — говорит Ноэль.