Cum proiectează Mama Natură armuri ușoare și dure pentru nenumăratele ei specii

beetles, ranjit lal

Nu ar putea fi mai ironic: armura foarte eficientă și ușoară pe care o poartă pentru propria lor securitate națională (uneori, folosită pentru ofensă) este rapidă ducând la propria lor cădere – din mâinile noastre și din motive care ar trebui să ne facă să ne aplecăm capul de rușine. Rinocerul magnific, pangolinul ciudat și porcul fioros sunt perfect echipate pentru a se proteja: rinocerul poate răsturna un camion cu o aruncare a cornului, pangolinul se rostogolește într-o minge solzoasă pe care nici măcar leii nu o pot deschide, iar porcul poate scoate ochiul tigrului doar cu una dintre nenumăratele sale pene. Și aceste arme sunt făcute în esență din același lucru: o proteină structurală numită keratina – de altfel, este și din ce este făcut propriul nostru păr. Și în înțelepciunea noastră veșnică, credem că cornul de rinocer zdrobit servește ca un afrodisiac, iar solzii de pangolin au o mare valoare medicinală: ca urmare, ambele animale sunt acum în pragul dispariției.

Totuși, ceea ce ar trebui să ne intrigă cu adevărat este modul în care departamentul de inginerie al Mamei Natură a configurat această proteină pentru a se potrivi diferitelor nevoi și înfățișări. Elementele de bază rămân aceleași: arma este ușoară (relativ vorbind) și foarte puternică. Keratinele au fost împărțite în două tipuri: alfa keratina și beta keratina. Primul se găsește în părul, lâna și pielea animalelor, cel din urmă în păsări și reptile. Keratinele sunt un material structural cheie care poate face diverse solzi, păr, unghii, gheare, pene, coarne și copite și oferă un strat protector, impermeabil pentru piele.

Nu am ținut niciodată un corn de rinocer, așa că nu pot garanta cât de ușor sau greu este (cu siguranță ar fi ușor în comparație cu rinocerul!), Dar penele și penele de porc sunt uimitor de ușoare și de sunet structural – nu par să aibă nevoie. manipulare cu mănuși pentru copii! Iar penele de porc spin pot extrage sânge cu o ușurință desăvârșită! Interesant este că mătasea de păianjeni este, de asemenea, compusă din cheratina și este mai rezistentă decât sârma de oțel de dimensiuni similare.

Pentru ușurință și duritate, nu există cu adevărat nimic de învins cheratina în lumea naturală – cu excepția singurului său rival: chitina. Aceasta există în armura de protecție „exoschelet” pe care o poartă majoritatea insectelor (mă gândesc mereu la asta mă face să zâmbesc). În vechile vremuri medievale, cavalerii galanți obișnuiau să se îmbrace în armură metalică grea (și zale din lanț) și zbârnâiau în jurul săbiilor și sulițelor care fluturau atât de grele ca trunchiurile de copaci. Dacă cădeau, ei bine, jocul se terminase: rămâneau jos! InsecteÎntre timp, cu corpurile lor segmentate se rotesc cu viteză maximă, deloc îngreunate de exoscheletele lor compozite dure. Chitina servește mai mult în scopuri defensive decât ca armă de ofensă, oferind o înveliș dur de protecție, care este greu de pătruns de un prădător. „Ciocul” dur pe bază de chitină al caracatiței este o excepție.

În forma sa originală, chitina este translucidă, rezistentă și destul de flexibilă și destul de dură. La insecte (artropode), este adesea combinat cu un compozit de alte materiale pentru a forma exoscheletul dur. Atunci când este combinat cu carbonat de calciu, de exemplu, ca în cochiliile crustaceelor ​​și moluștelor, acesta devine mai rigid, mai dur și mai puțin fragil decât dacă coaja ar fi fost compusă numai din carbonat de calciu.

„Pielea” moale și moale a unei omidă este compusă în principal din chitină, în timp ce elitrele ușoare și dure (cazoanele aripilor) ale gândacilor sunt un compozit de chitină cu o substanță numită scalerotină. În aripile fluturilor, chitina este aranjată într-o manieră specială care permite irizația – iar în aripa libelulei, este suficient de flexibilă pentru a se răsuci în jurul axei sale în timpul zborului, permițând insectei să atingă o ridicare maximă.

Chitina formează, de asemenea, pereții celulari duri ai ciupercilor și le permite ciupercilor să se ridice din pământ prin grămezi de frunze și sol.

În timp ce chitina este indigerabilă de către toate vertebratele, cei care mănâncă insecte au de obicei o bacterie simbiotică sau protozoare în intestine care o pot descompune (mă întreb dacă toți experții în „supraviețuire” de la televizor care își umplu fața constant cu gândaci și scorpioni au aceste bacterii, deși, aparent, chitina este folosită ca supliment alimentar!). De asemenea, este folosit pentru a face ață chirurgicală și există speranță că putem face și plastic biodegradabil și hârtie din el.

Dacă este vorba de cheratina și chitina pentru mamifere și, respectiv, artropode, este celuloza pentru plante, care oferă componenta structurală majoră care conferă rigiditate pereților lor celulari. Este cel mai abundent compus organic natural, indigerabil de toți, cu excepția unei selecții de rumegătoare (care au microorganisme simbiotice care le ajută) și termite. Pentru noi, pur și simplu ne ajută să fim „obișnuiți”!

Abia recent am început să explorăm în serios materialele „compozite” – pentru construcția de avioane, mașini sau orice trebuie să fie ușor și puternic. Fie că este vorba de Kevlar sau orice alt astfel de compozit pentru jachete antiglonț, sau polimeri din fibră de carbon folosiți pentru mașinile de curse, aceste materiale ne arată promisiuni pentru viitor. Ca de obicei, ceea ce este uluitor este asta Mama Natura în atelierul ei, a ajuns acolo atât de mult înainte de noi, deși probabil că i-au trebuit milioane și milioane de ani de perseverență absolută și de îmbunătățiri minuscule, pentru a obține ceea ce are acum: cornul de rinocer (păr comprimat) poate înghesui ușa unui Tărâm. Rover și penele de porc-spin cu aspect de plastic vă pot trece prin și prin. Și, spre deosebire de plastic, acestea sunt toate biodegradabile.

În ceea ce privește cei mai mulți dintre noi: ne mulțumim să ne amăgim că solzii de pangolin ne vor proteja de vrăjitorie și ne vor avea grijă de finanțele, iar cornul de rinocer (în afară de a rupe găuri în Land Rover) poate pune din nou fantezia în plimbările noastre și poate schimba. noi în Casanova!

.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.