Как божьи коровки удерживаются на идеально гладких листьях

Всего несколько миллиметров кератина и жидкости достаточно, чтобы божья коровка удерживалась на идеально гладком листе, висев вниз головой. На каждой лапке есть крошечный коготок и мягкая клеящаяся подушечка, образующие двойную систему, которая по‑разному работает в зависимости от шероховатости поверхности: коготок зацепляется, а подушечка прилипает.

Под микроскопом видно, что клеящаяся подушечка не плоская. Она состоит из бесчисленных волосковидных выростов — сет, которые многократно увеличивают площадь контакта и регулируют трение. Когда насекомое делает шаг, между этими волосками и листом растекается тонкая пленка маслянистого секрета, создающая капиллярные силы по мере формирования и деформации жидких мостиков. Одновременно плотный контакт на большой площади позволяет силам Ван‑дер‑Ваальса действовать между молекулами подушки и кутикулы растения, создавая дополнительное, чисто физическое притяжение.

Жесткий коготок цепляется за любые микроскопические выступы, а мягкая подушечка компенсирует их отсутствие там, где выступов нет, так что нагрузка распределяется, а не концентрируется в одной точке. Такое сочетание позволяет насекомому изменять сдвиговые и нормальные силы за счет малейших изменений угла постановки ноги и мышечного напряжения, поддерживая статическое трение значительно выше собственного веса и предотвращая соскальзывание даже тогда, когда тело перевернуто.

loading...