Převodovka u hmyzu  
aneb všechno už tu jednou bylo


 

Zvětšit obrázek
Ozubená „kola“ propojují zadní nohy křísů a synchronizují jejich pohyb. Délka ozubené lišty je zhruba 400 mikrometrů. Každá má deset až dvanáct zubů. Oba díly jsou stejné a tak i převodový poměr je jedna ku jedné. (Kredit: Malcolm Burrows a Gregory Sutton, 2013)

Možná tu všechno nebylo, ale převodovka na principu ozubených kol, údajný výtvor lidské geniality, tak ten tu už byl. A nejen, že tu byl, on tu ještě je. Používají ho breberky zvané křísi. Nejsou jen starobylým hmyzem, jsou i úspěšným a mocně rozlezlým po celém světě. Najdeme je od tropů po celé mírné pásmo, jsou jich stovky druhů a stále je ani všechny neznáme. I laici proto občas nafotí něco, co profesionální entomology překvapí. Křísi, na kterých si nyní angličtí vědci vydobyli slávu, nepocházejí z pralesa, ani nejsou ničím zvláštní. Nachytali je kousek od Londýna. Jsou tak běžní, že je najdeme i na našich zahrádkách. Jen se musíme dobře dívat. Jsou pouhé tři milimetry velcí. Mají ale dvě vývojová stádia -  nymfu a dospělce. Naštěstí u nich platí, že jablko nepadá daleko od stromu a tak nymfy jakoby dospělcům z oka vypadly. K těm patrnějším rozdílům patří snad jen to, že dospělci jsou o něco větší a mají křídla. O rozdílu plynoucího z technického vybavení „podvozku“ křísích nymf, neměli ještě před týdnem tušení ani entomologové. 
 

Malcolm Burrows,
šéf objevitelského týmu.
Cambridges Department of Zoology

Proč nymfy?
Nymfy křísů mají zadní nohy vybaveny do sebe zapadajícím ozubením. Jde o skutečnou mechanickou převodovku. Proč ale tak důmyslné a osvědčené vybavení využívají jen mladší hmyzí vývojová stádia? Nejspíš proto, že i pro evoluci bylo vyrobit něco takového, pořádným majstrštychem. Při přeměně z nymfy v dospělce se ale mění celý exoskelet a chtít na evoluci, aby se jí to povedlo i podruhé, by bylo už trochu moc. I dospělci křísů potřebují svůj pohyb co nejlépe kočírovat, a protože si převodovku při výměně své vnější kostry prošustrují, kompenzují to tím, že už si nechají narůst křídla.

 

Zvětšit obrázek
Křísí nymfa, vlastník převodovky. (Kredit: Malcolm Burrows)

Kdo jsou křísi?
Zoologicky patří do skupiny nazvané polokřídlí (Hemiptera) a jejich společným znakem  jsou kusadla přeměněná v bodavě-sací ústní ústrojí. Přemnožují se v přírodě spíše výjimečně a tak rostlinám svým sáním šťávy moc nevadí. To spíše pijí krev pěstitelům – šlechtitelům. Protože křísům skákání jde dobře, rádi se toulají a při tom nechtěně roznášejí virové choroby.
 
Tří milimetrový hmyz poskakuje do vzdálenosti okolo tří stop. Na metru dlouhých skocích překonává vzduchem vzdálenost třistakrát delší, než je sám. Technická ozubená vychytávka vytvořená chitinovou vnější kostrou, synchronizuje hmyzu pohyb končetin při skocích a uděluje jejich tělíčkům takové zrychlení, které je čtyřikrát vyšší, než jaké by nás zabilo. Titěrným tvorečkům se to ale vyplácí, neboť z čeledi Issidae (podřád křísů) ho praktikuje nejméně dvacet druhů.   

 


 

 

Zvětšit obrázek
Křísí dospělec se ozubenými převody pochlubit nemůže, zato má křídla. (Kredit: Hectonichus, WikipediA)

Proč je převodovka pro ně výhodná?
Pohyb nohy nymfy křísů trvá necelých třicet mikrosekund (mikrosekunda = miliontina sekundy).

Zvětšit obrázek
Electronový mikroskop odhaluje i detaily a přesnost ozubení zadních nohou. Nejen, že zuby do protikusu přesně zapadají, ale jejich konce jsou zakulaceny, aby tlumily rázy. Podobným dizajnem snižujeme hlučnost převodovek u aut.  (Kredit: Gregory Sutton, University of Bristol )

I blesková reakce a mocné skoky by při útěku před predátorem byly k ničemu, kdyby si každá ze zadních nohou dělala, co by chtěla. I jejich nepatrné „rozhádání“ by vedlo k tomu, že by se křís v tom lepším případě, motal do kruhu a při větších diskrepancích by po výkrutech dezorientovaný končil na zádech.
Teprve nyní nám z velikosti tvora vyplyne, o jak geniální řešení jde. Titěrný mozeček se nemusí zabývat problémem aby se mu podařilo vysílal do obou nohou signál ve stejný okamžik a aby ho oběma polovinám těla doručoval  ke všem svalovým snopečkům rovnoměrně, aby každá končetina zabrala stejně mocně. Tak vyprťané sesouladění, jak co do síly tak časové synchronizace, by jednoduchý mozek nejspíš ani nezvládl. A co teprve, kdyby kvůli nějakému hendikepu bylo potřeba pokyn korigovat... S převodovkou, i když se jedna noha začne mírně flákat, "soukolí" té druhé, jí umravní. Výsledkem je vždy perfektní skok.  


Literatura: University of Cambridge  

 

Datum: 15.09.2013 08:41
Tisk článku

Hmyz -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 245 Kč
Hmyz

Související články:

Anti-antiafrodisiakum     Autor: Josef Pazdera (12.07.2017)
Čmelákům také páchnou nohy     Autor: Josef Pazdera (14.03.2017)
Čmeláci zvládli základy fotbalu     Autor: Josef Pazdera (28.02.2017)
Jak se hmyz naučil létat?     Autor: Pavel Sroka (26.05.2014)
Minimalistická komanda mravenčích drancířů     Autor: Stanislav Mihulka (05.02.2014)



Diskuze:

Soudím ...

Jan Kment,2013-09-15 14:52:02

Snad nejde o skutečná (ozubená) kola. Rotační tělesa jsou snad v tělech organismů vyloučena. To by byla skutečná revoluce, nemýlím li se?

Odpovědět


Mýlíte se,

Matyáš Patlevič,2013-09-15 15:18:25

rotační tělesa se v organismech nacházejí, minimálně prokariotický bičík a ATP-syntheasa. V tomhle případě, ale skutečně nejde o kola v pravém slova smyslu, jak to vypadá a funguje je dobře vidět na přiloženém videu zhruba půl minuty od začátku.

Odpovědět


Oleg Majnar,2013-09-15 19:47:25

Převodová skříň "převodovka" nemusí být z koleček, nazývá se tak i forrichtung z otáčejících a nebo posunovaných segmentů, takže tady o převodovku nejspíš jde. V článku udávají délku té lišty, takže jde o jakousi výseč.

Odpovědět

Vazeni

Jirina Valentova,2013-09-15 12:28:52

Vy si opravdu myslite, ze evoluce je tak prozirava, a jen tak z nahodneho hazeni kostek vysoustruzi ozubeny prevod? Fakt? Jo?
No, jako vtip od atora fakt dobry :)

Odpovědět


evoluce

Matyáš Patlevič,2013-09-15 12:59:32

Můžete přijít s teorií inteligentního soustružníka :-) Hezky se to vysvětluje na příkladu opice a shakspeara (Od profesora Flegra) - Když vezmete 100 opic a sto psacích strojů a necháte je psát náhodný text nikdy z toho sborník Shakspeara nebude, ale když necháte každou opici napsat jen jedno písmeno, všem jim papír vezmete, vyberete ten, kde je písmeno, kterým začíná Shakespear, okopírujete stokrát, rozdáte opicím a pokračujete stále dokola, za čas máte Shakespearův sborník. Tak funguje přírodní výběr.

Odpovědět


Pane Matyáši

Pavel Foltán,2013-09-15 13:08:57

Pane Matyáši, gratuluji a děkuji — nádherně vysvětleno tak polopatisticky, že i já jsem to pochopil -)

Odpovědět


Jan Klepal,2013-09-16 01:59:11

Vážená paní, tomu, na čem se vyrábějí ozubená kola se říká frézka. Proto se nedomníváme, že by evoluce vysoustružila ozubené kolo, protože na soustuhu je to nemožné.

Jinak opice píšící Shakespeara je "Infinite monkey theorem". Krásně v BBC dokumentu "To Infinity And Beyond", od 39. minuty http://youtu.be/BvWq3pxPeRo

Ale už je hrozně pozdě, já jsem k smrti unavený. Půjdu si lehnout, dobrou noc :-)

Odpovědět


opice a Shakespeare

Jmeno Nenipodstatne,2013-09-16 08:03:55

Pane Matyáši, váš výklad je sice jednoduchý, vtipný a poutavý, ale má zásadní vadu. Váš popis předpokládá, že existuje předem nějaký záměr, co chtít - tedy cíleně se vybírají jen věci, které někdy v budoucnu začnou dávat smysl. Jak říkáte - máte na začítku inteligentního soustružníka, který sice pracuje s hloupými nástroji (opicemi), ale cíleně vybírá, co chce.

Skutečně ale má takhle fungovat evoluce? Mám za to, že obecná nauka o evoluci tvrdí něco úplně jiného.

Odpovědět


Slaviboj Ošćěpić,2013-09-16 10:27:45

To je ale lacinej vtípek vod Valentový.

Máme na počátku samozřejmě tlupu evolučně zamrzlých šimpanzů ťukajících do omezeného množství strojů. (Tedy úplně na začátku máme molekuly píšící rákosem do jílových tabulek, ale jak říkám, pro zjednodušení...) Ti, co nebudou schopni psát, budou zastřeleni. Jinak na ně neklademe žádné požadavky ani očekávání.

Budou-li mít štěstí a sejde-li se jim generace tělesně slabších velkých myslitelů, kteří objeví spolupráci za účelem získání času u stroje na základě komunikace, pak dost možná, po milionu let memetické evoluce, jednoho dne budou jejich potomci z druhu pan vieweghi sedě vzpomínat, že s nimi kdysi ťukal nějaký Shakespeare (nemusí se tak jmenovat a může napsat něco úplně jiného, přesto bude dozajista výjmečný).

Pak by ještě mohli obrátit brokovnici krutého frézaře (při práci na Jeho Božské Fréze Možnosti Ho možno vidět tady: youtube.com/watch?v=BgGXQUeYNKw a tady: youtube.com/watch?v=eKJe1JnvRc0 ...) proti němu a napsat mu nekrolog v podobě románu, opery nebo nějaké dosud nepředpověditelné umělecké formě budoucnosti; to je všechno ovšem velmi nepravděpodobné. Z nějakého důvodu například spoustu času věnují na stavbu pomníků Inteligentního Promazavače převodů psacích strojů, svatým válkám proti stoupencům Velké matky papíru, popř. debatám o poselství míru od blíže neurčené entity, pro kterou je celá jejich existence pouhým myšlenkovým experimentem.

Odpovědět


pane Jmeno

Matyáš Patlevič,2013-09-16 15:51:22

na konci něho příspěvků stojí:"tak funguje přírodní výběr." a ten je tím, kdo selektuje. Tedy pokud písmena nezapadají do shakespeara jedinec zemře/nenarodí se - zkrátka nerozmnoží se. A nedojde k dalším úpravám. Máte ale z části pravdu, tohle je jen velmi, velmi zjednodušený princip, skutečná evoluce je daleko složitější.

Odpovědět

Jena Moravek,2013-09-15 12:23:36

Ty vado, je to vubec možný, že se jim při takovým švunku ty zoubky neulomí, vždyť to je jen z nějakýho biologickýho polymeru.... I kov by měl tendenci se v tak tenkém "plíšku" zprohýbat. To musí být fantastický materiál.

Odpovědět


jen

Matyáš Patlevič,2013-09-15 12:53:17

"jen z nějákýho biologickýho polymeru" Materiáloví inženýři se už hodně dlouho snaží alespoň napodobit vlastnosti biopolymerů :-)

Odpovědět

jj :)

Josef Pazdera,2013-09-15 12:18:23

Smrštění svalstva a celý pohyb nohy trvá řádově třicet mikrosekund. Synchro nizovat impuls v mozku by ale vyzadovalo uvažovat o ještě kratším intervalu s načasováním v řádu jednotek miliontin sekundy.V obou případech jde o miliontiny sekundy.
Díky za připomínku.

Odpovědět

Jan Čuberka,2013-09-15 09:48:15

Ano, taky jsem si vsiml:) Milisekunda je samozrejme tisicina sekundy.

Odpovědět

milisekunda

Jiří Janča,2013-09-15 09:25:53

"...nohy nymfy křísů trvá necelých třicet milisekund (milisekunda = miliontina vteřiny)..."

To snad ne !

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace