Механизм с вращающимися шестернями, встроенный в задние ноги простого прыгающего насекомого, дает возможность ему прыгать на высочайших скоростях. Первый раз подобие такого механизма был найден в живом существе и такое открытие способно продемонстрировать, что природа порой может с легкостью обогнать человеческий разум в инженерном забеге.
В этой ситуации эволюция создала механизмы давно до того, как это сделали люди. Как говорил биомеханик и нейробиолог Кембриджского университета Малкольм Барроуз, люди всегда воспринимали механизмы в качестве продукта человеческой деятельности, но никогда не связывали их с животными. Это очень аккуратное и простое решение, позволяющее исключить сложности в ином случае. В Европе и Северной Америке проживает насекомое Иссус, способное прыгать на высокой скорости и очень мощно по растениям на своих задних ногах, но не способное летать.
Для лучшего понимания специфики этого механизма Барроуз со своим коллегой Грегори Маттоном отсняли съемку ускоренного видео с захватом 30 тысяч кадров в секунду прыжка Иссуса. По съемке было выявлено, что задние ноги Иссуса перемещались с разницей в 30 миллисекунд между друг другом. Это время – очень незначительное для того, чтобы нервный одиночный импульс дошел до мышц ног насекомого.
С учетом того, что нервная система очень медленна для нормальной синхронизации перемещения задних ног, насекомые смогли выработать решение с механическим уклоном. Скоростные совмещенные снимки продемонстрировали наличие механических шестерен на задних ногах с целым десятком совмещенных особых зубьев. Просмотрев все виды шестерен, можно определить, на какие именно похожи механические шестерни на задних ногах насекомого. Этот вывод был отражен учеными в журнале под названием Science. За счет этих механизмов обеспечивается передача между ногами прилагаемых усилий. Как отметил нейробиолог Рональд Хой, открытие механизмов у насекомых достаточно неожиданно. Но эволюция порой показывает невероятные решения для самых разнообразных проблем.
Как рассказывает Барроуз, взрослые особи способны набирать скорость выше, чем у Феррари. В сравнении с кузнечиками, у которых ноги размещены по бокам туловища, у Иссуса ноги расположены под самим туловищем. Это обеспечивает некоторые сложности. Кузнечик способен оттолкнуться только одной ногой и прыгать в прямом направлении. Дельфациды при попытке прыгать на одной ноге будут с высокой скоростью двигаться вокруг оси собственного тела. Кроме того, задние ноги такого насекомого очень координированы при движении.
