מדענים גילו כיצד עכבישים מגלים איזה חלק באינטרנט קיבל הקורבן שלהם

תוכן עניינים:

מדענים גילו כיצד עכבישים מגלים איזה חלק באינטרנט קיבל הקורבן שלהם
מדענים גילו כיצד עכבישים מגלים איזה חלק באינטרנט קיבל הקורבן שלהם
Anonim

מתמטיקאים גילו עיקרון פשוט המאפשר לעכבישים לגלות לאיזה חלק של רשת הלכידה שלהם נפל הקורבן הבא, וגם להשתמש באינטרנט כדי לאסוף מידע כל הזמן על הסביבה. ממצאיהם פורסמו בכתב העת SIAM on Mathematics Applied.

"קורי העכביש הם מבנה טבעי, קל מאוד ואלגנטי בעל חוזק עצום ביחס למסה שלו. עד עכשיו אפילו לא היה לנו מודל מכני פשוט שיתאר את פעולתה ואופיה של מערכת רטט דו-ממדית זו, "אחד ממחבריו, פרופסור למתמטיקה מאוניברסיטת אודין (איטליה) אנטוניו מורסי.

קורי העכביש משכו את תשומת ליבם של מגוון רחב של מדענים במשך עשרות שנים רבות. לדוגמה, מהנדסים ומתמטיקאים מתעניינים בעקרונות מבנה הרשת, ביוכימאים וכימאים - בהרכבו ובאפשרויות השימוש במרכיביו בפועל ובאבולוציוניסטים - כיצד למדו עכבישים לקלוע קורים כלואים שכאלה.

מדענים מקווים שניסויים אלה יסייעו לאנושות "להעתיק" כמה מהמצאות הטבע וללמד אותנו להשתמש בהם למטרותינו שלנו. לדוגמה, בחודש יולי השנה פענחו הגנטיקאים את הגנום של עכבישי מדגסקר, הטווים את קורי הלכידה החזקים ביותר בכדור הארץ, וגילו חלבון ייחודי שהופך את רשתות הלכידה שלהם לחזקות פי עשר מקבלר.

מוראסי ועמיתו אלכסנדר קאבאנו מאוניברסיטת סאו פאולו (ברזיל) מצאו תשובה מתמטית לאחת התעלומות הביולוגיות העיקריות - כיצד עכבישים קובעים כמעט מיידית לאיזה חלק ברשת שלהם נפל הקורבן הבא, וגם מבדילים אותו מאקראי. מכות רוח או מכות ענפים …

ציד מתמטיקה

הרשת שזורה מסיבים רדיאליים וספיראליים, שהרכבם ותפקודם שונים. האחרון מורכב ממגוון משי "רך", שנדבק לקורבן ומונע ממנו לצאת מרשת הצייד. נימים רדיאליים מורכבים משונות חזקה במיוחד של סיבי החלבון הללו המחזיקים את הרשת במקום ומונעים ממנה להתעוות.

בעבר ניסו המתמטיקאים לייצג אותם כמבנים חד ממדיים שלאורכם מתרבים תנודות שנוצרות מ"ארוחת הערב "של העכביש או על ידי תהליכים אקראיים. מודלים אלה עשו עבודה טובה בתיאור האופן שבו מתעוררים סוגים שונים של תנודות, אך הם לא הצליחו להסביר כיצד בדיוק טורף שמונה הרגליים קובע את סוגם וממקם את מקורותיהם.

קאוואנו ומוראסי פתרו את הבעיה הזו על ידי דמיונם של קורי העכביש כמעין קרום דו ממדי, המורכב מסיבים רבים שלובים זה בזה משני סוגים. סוגים שונים של רעידות מתרבים לאורך פני השטח של קרום זה. גישה זו אפשרה להם להכניס את עצמם לנעלי עכביש האורב במרכז הרשת, ולהבין כיצד היא "שומעת" את קורבנותיה, רוחה ומקורות רעש אחרים.

חישובים הראו כי טורף קובע את מיקום טרפו על ידי השוואה בין כמה משתנה כוח המתח של סיבים רדיאליים שונים הנוגעים ברגליו. שמונה הרגליים של העכביש, על פי החוקרים, מספיקות מספיק כדי לקבוע באופן חד משמעי את מקור התנודות ולהבין מה גורם להן.

עקרונות מתמטיים דומים, על פי מוראסי, ניתן ליישם ליצירת חיישני לחץ רגישים וחיישנים אחרים, בדומה לעקרונות המכשיר ברשת, כמו גם על מנת לפתור בעיות מעשיות אחרות.

מוּמלָץ: