Predmet raziskave: koa kač
(01.10.2012) Marie-Christin Klein, doktorica Univerze v Kielu (Nemčija) raziskuje, kako se kačja koa začiti pred odrgninami.
Kače so visoko specializirane "breznoge" iavli, ki so se razvile e pred 150 milijoni let. Ker nimajo okončin je njihovo telo stalno podvreno silam drgnjenja.
Marie-Christin Klein, doktorica Univerze v Kielu (Nemčija) raziskuje, kako se kačja koža zaščiti pred odrgninami.
Doktorica Marie-Christin Klein in profesor Stanislav Gorb Christian-Albrechts-Univerze v nemkem Kielu (CAU) sta sedaj raziskala, kako je kačja koa specializirana na premikanje brez okončin: ne glede na ivljenjski prostor je njena zunanja plast toga in trda, proti notranjosti pa postaja mehkeja in proneja.
Svoja aktualna dognanja sta Marie-Christin Klein in Stanislav Gorb objavila v strokovni reviji Journal of the Royal Society Interface v sredo, 15. avgusta.
Prečni prerez kože s trebušnega področja kalifornijske mlečne kače, posnet z vrstičnim elektronskim mikroskopom
Kače naseljujejo vse večje ekosisteme razel polarnih območij. Prilagojene so tako plezanju na drevesa, kot zakopavanju pod zemeljsko povrje. Koa mora izdrati dva do tri mesece taknih aktivnosti, preden se ival levi.
"Kačja koa mora torej biti optimizirana proti obrabi," je predvidevala Marie-Christin Klein pred pričetkom svojega raziskovanja. V sodelovanju s Stanislavom Gorbom je preiskala koo tirih vrst kač.
Pečeni udav (Gongylophis colubrinus), kalifornijska mlečna kača (Lampropeltis getula californiae), mavrični udav (Epicrates cenchria cenchria) in zeleni drevesni piton (Morelia viridis) naseljujejo raznovrstne ivljenjske prostore od pučave do tropskih gozdov.
"Z raziskovanjem teh tirih vrst smo odkrili, da se setava koe zelo razlikuje glede na ivljenjsko okolje. Pri vseh pa se kae graduirana sestava konih plasti. To pomeni, da imajo kljub vrstno specifičnim razlikam v v debelini in strukturi vse zunanjo plast togo in trdo, proti notranjosti pa postajajo plasti vedno mehkeje in proneje," pojasnjuje Kleinova svoja odkritja, ki so potrdila njeno tezo o optimalni sestavi koe proti obrabljanju.
Vse tiri vrste doseejo mehansko začito z različnimi tipi celic.Ena vrsta ima debelejo koo z okroglimi celicami, druga tanjo koo s podaljanimi celicami. "To kae na funkcionalno prilagoditev premikanju brez okončin, ki so ga kače razvile v suhem pa tudi vlanem ivljenjskem okolju," pove Kleinova.
To področje je v veliki meri e neraziskano, Klein poroča dalje: "Znano je, kako je koa kače sestavljena, kljub temu pa e nihče ni raziskal njenih materialnih lastnosti in učinkov. Material, ki lahko prenaa zunanje sile iz toge zunanje na notranjo prono plast ima sposobnost porazdelitve te sile na večjo povrino in tako zmanjati tičkovni pritisk. Ti materiali delujejo kot prilagodljiv oklep."
Ta načela delovanja bi lahko koristno uporabili na področju medicinske tehnologije. Lahko bi, na primer, optimizirali nezaeljena trenja pri uporabi umetnih protez. Spoznanje je uporabno tudi na področjih pogonskih in transpornih tehnologij zaradi zmanjanih obrab in s tem povezanih strokov, saj bi bilo potrebno uporabljati manj maziv.
Sistem proti drgnjenju za s tega staliča pomemben model, po katerem se bodo lahko zgledovali bionični raziskovalci univerze v Kielu (z oddelkov za specialno zoologijo, prof. Stanislav N. Gorb) pri optimizaciji e obstoječih, pa tudi razvoju novih materialov z večjimi odpornostmi na drgnjenje in obrabo.
Izvirna objava:
Epidermis architecture and material properties of the skin of four snake species
J. R. Soc. Interface rsif20120479; objavljenjo pred natisnjeno verzijo 15. avgusta 2012, 1742-5662.
http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/early/2012/08/13/rsif.2012.0479.a...