Modelați Structurile care schimbă textura ale pielii de sepie

Modelați Structurile care schimbă textura ale pielii de sepie

Pielea îți poate schimba textura și, atunci când se întâmplă, nu este chiar atât de impresionant. S-ar putea să ți se facă pielea de găină când ești răcit. S-ar putea să-ți încrești nasul la un miros urât sau să-ți întinzi buzele într-un zâmbet sau să faci o crustă atunci când cazi și îți zgâriești genunchiul.

Dar ce se întâmplă dacă ai putea schimba textura și culoarea pielii pentru a semăna cu suprafața unui tufiș, a unui morman de pietre sau chiar a unei dune de nisip? Ridicol, nu? Ei bine, pentru unele cefalopode, cum ar fi sepia și caracatița, transformarea pielii este la fel de ușoară ca a da un degetul în sus.

Iată unul dintre videoclipurile noastre preferate care demonstrează acest fenomen incredibil:

De ce și cum își schimbă sepia și caracatița textura pielii?

Cefalopodele sunt nevertebrate cu corp moale care trăiesc într-un ocean de prădători vizuali cu dinți ascuțiți și cu gura mare. Cu alte cuvinte, sunt o gustare grozavă pentru alte animale marine. Pentru a evita prădătorii, majoritatea cefalopodelor sunt adaptate într-un fel sau altul pentru a se amesteca cu mediul înconjurător.

Cefalopodele își pot schimba culoarea pielii folosind trei tipuri de structuri specializate ale pielii; iridofori care curbează lumina, leucofori care reflectă lumina și cromatofori care absorb lumină. Cu aceste structuri, cefalopodele își pot schimba culoarea fie pentru a se potrivi cu fundalul, fie pentru a genera modele care le despart silueta, astfel încât să fie greu de găsit.

O sepie care se amestecă, Shutterstock

Dar niște sepie și caracatiță merg cu un pas mai departe. Își schimbă textura pielii, făcând și mai dificil pentru un prădător să-și vadă corpul în medii complexe. Pentru a face acest lucru, folosesc sepie și caracatiță papilelestructuri ale pielii asemănătoare unui balon muscular care se pot extinde în diverse forme și dimensiuni.

Iată un prim plan al unei papile în acțiune:

„Ceva cu adevărat unic la aceste animale pe care nici un alt grup de animale nu o are este textura maleabilă 3-D a pielii. Această textură 3-D este un atribut suplimentar în camuflaj, care este foarte important pentru înșelăciunea vizuală.” – Roger Hanlon, etolog și expert în camuflaj cefalopode.

Puteți modela o singură papilă folosind doar un balon și bandă adezivă. Dacă vă simțiți încântați, puteți chiar să vă proiectați modelul de papila pentru a lua o anumită formă. Prin urmare, luați niște baloane mari (12 inchi), o rolă de bandă adezivă și haideți să cunoaștem papilele de aproape!

Educatori, această fișă de lucru pentru elevi de biomimetism poate ajuta studenții prin procesul de inginerie a propriilor papile.

Faceți un model de papilă

1. Aruncă-ți balonul. Apoi lăsați aerul să iasă, astfel încât să fie mai puțin de jumătate umplut cu aer. Strângeți-l, dar nu îl legați încă. Acesta este papila ta model! Fiecare papilă este o proiecție reglabilă care poate crește sau micșora și își poate schimba forma.

Folosiți-vă mâinile și strângeți o parte a „papilei” pentru a face o altă parte să se umfle. Acest lucru este similar cu modul în care mușchii controlează cantitatea în care papilele sunt extinse. Când o sepie sau o caracatiță dorește să-și extindă papilele, mușchii minuscuri din jurul fiecărei papile se contractă, împingând țesutul și lichidul în sacul asemănător unui balon, provocându-l să se umfle.

3. Apoi, rupeți o grămadă de benzi subțiri de bandă adezivă. Cu balonul umflat cu aproximativ 25%, aplicați benzi pe balon în modele aleatorii, apăsând fiecare în jos ferm. Fiți creativ, dar nu încercați să îndepărtați banda adezivă pe care ați aplicat-o deja, altfel vă va rupe balonul.
Benzile de bandă adezivă reprezintă țesuturi care se desfășoară în jurul și de-a lungul fiecărei papile, generând forme variabile de papile prin restricționarea și permițând întinderea în diferite locuri.

4. Suflați încet aer în balon și urmăriți cum papila model își schimbă forma pe măsură ce se umflă. Cum a modificat aplicarea benzilor de bandă adezivă forma finală a papilei tale față de forma inițială? Cum sa schimbat forma pe măsură ce a fost umflat?

5. Încercați să faceți diferite papile aplicând strategic bandă pentru a crea formele luate de papilele reale de sepie. De asemenea, puteți experimenta cu mănuși de latex sau cu baloanele lungi folosite pentru a face animale cu baloane. Vă puteți da seama cum să reproduceți capacitatea papilelor de a deveni mai mari sau mai mici? Puteți imita formele lor asimetrice și zimțate? Care sunt inexactitățile modelului de papilă pe care tocmai l-ați creat?

Verificați această piele artificială de cefalopod

Oamenii sunt adesea influențați de structurile și procesele biologice în timp ce proiectează noi tehnologii și invenții. Această abordare a ingineriei se numește biomimetism.

Inspirată de modul în care funcționează papilele cefalopodelor, o echipă de ingineri și biologi au lucrat împreună pentru a crea o piele artificială care ar putea fi folosită într-o zi pentru a oferi oricărei persoane (inclusiv oamenilor sau roboților) aceeași putere incredibilă a texturii pielii la cerere. Iată cum arată:

Vă puteți gândi la modalități prin care acest material asemănător pielii cefalopodelor care schimbă textura ar putea fi folosit pentru a rezolva o problemă umană sau pentru a crea beneficii pentru oameni? Cine ar beneficia?

Pentru un pic de inspirație, ascultați această discuție despre biomimetismul cefalopodelor, modurile în care cefalopodele i-au inspirat pe oameni de știință și ingineri să imite adaptările lor unice pentru beneficiul uman. Puteți imprima o versiune de articol a discuției aici.

Editare de Daniel Peterschmidt

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.