Новости химической науки > Какие подошвы на лапках божьей коровки?

В ходе эволюции насекомые получили ряд особых уникальных качеств, позволяющих им выживать в условиях окружающей среды. Знание о принципе работы микроструктур, находящихся на различных органах животных, может оказать неоценимую услугу в разработке новых материалов, которые могут сослужить пользу и человеку.

Исходя из этого, Ян Микельс (Dr. Jan Michels) из Института Зоологии Университета Киля решил выяснить, каким образом насекомым удается так ловко передвигаться по различным поверхностям. В ходе исследования Микельс выяснил природу адгезивных поверхностей на ногах известным всех божьих коровок.

Вид сверху (слева) и снизу (справа) of a божьей коровки (Coccinella septempunctata). Синяя стрелочка указывает на местоположение одной из «клейких подошв» насекомого. (Рисунок: © Stanislav N. Gorb)

Огромное количество насекомых могут взбираться по отвесным стенам или разгуливать вверх ногами по потолку. Результаты нового исследования впервые показывают, какие материалы отвечают за эти «сверхспособнсости». Микельс с коллегами выяснил это, изучив лапки божьих коровок с помощью таких методов, как конфокальная лазерная сканирующая микроскопия и атомно-силовая микроскопия.

Микельс поясняет, что на каждой лапке находятся тонкие адгезивные щетинки, которые и позволяют насекомым перемещаться по поверхностям любого типа. Результаты исследования показали, что различные части каждого отдельного волоска различаются по составу и свойствам. В то время, как основа такого волоска относительно твердая и жесткая, материал, которым он оканчивается, мягкий и гибкий. Исследователи предполагают, что именно такой дизайн позволяет достигать лучшей адгезии с поверхностями.

Адгезивный участок лапки божьей коровки (Coccinella septempunctata) – визуализация сканирующей электронной микроскопией (сверху) и конфокальной лазерной микроскопии (снизу). Структуры с высоким содержанием резилина обозначены синим. (Рисунок из Nature Communications, 2013, 4, doi:10.1038/ncomms2576)

Исследователям удалось определить локализацию белка резилина (resilin), который отвечает за мягкость и эластичность кончиков щетинок насекомых. Этот белок также известен тем, что он входит в состав многих органов насекомых, таких как суставчатые соединения крыльев и лапок.

Увеличение объема знаний о хитрых приспособлениях матери-природы интересно как с точки зрения ценности для фундаментальной науки, так и разработки новых поверхностно-активных материалов. Исследователи предполагают, что полученные знания могут быть использованы для оптимизации структуры и свойств разработанного в группе Станислава Горба Stanislav Gorb материала Gecko®-Tap.

Однако, состав и строение материала адгезивных ресничек на лапках божьей коровки настолько сложно, что пока в настоящее время не существует материала, который бы позволил воспроизвести эту микроструктуры, однако исследователи надеются, что все еще впереди.

Источник: Nature Communications, 2013, 4, doi:10.1038/ncomms2576

метки статьи: #биохимия, #нанотехнологии, #химическая эволюция, #химия поверхности, #химия полимеров