Еще около десяти лет назад считалось, что зубчатую передачу изобрели люди, и только они способны создавать для своих технических конструкций подобные шестеренкам элементы, однако исследования ученых из Кембриджского университета (Великобритании), Малкольма Берроуза и Грегори Саттона, продемонстрировали, что в природе также могут использоваться аналоги зубчатой передачи.
Нимфы цикад из отряда полужесткокрылых Issus coleoptratus для синхронизации движения задних конечностей используют при прыжке вот такие вот шестеренки, соединяющей две части ноги.
Благодаря зубчатой передаче лапки насекомого при прыжке начинают двигаться почти одновременно и разница во времени не превосходит 30 микросекунд, а такой аккуратности не удалось бы достичь при передаче сигнала с помощью нервных импульсов, ведь оказывается, что они для этого недостаточно быстрые.
Данный механизм позволяет нимфам двигаться по идеальной прямой при интенсивном разгоне.
Однако, зубчатая передача существует только у личинок, а по мере взросления она обновляется, исчезая во взрослом возрасте. Ученые полагают, что так решается проблема износа зубчатой передачи. Исследователи связывают это с тем, что, сломайся зубчатая передача у взрослого насекомого, её невозможно будет отремонтировать, а у личинки она может восстановиться после очередной линьки.
Таким образом, благодаря сочетанию анатомического анализа и высокоскоростного видеозахвата, ученые узнали, что шестеренчатая передача, которую считали гордостью человеческого гения, на самом деле уже давно «изобретена» эволюцией.
Интересно, что зубчатая передача в ногах насекомого имеет ряд особенностей, которые применяются в современных коробках передач автомобилей и других механизмах. Так, каждый зуб на ноге насекомого имеет закругленный угол, амортизирующий удары во время прокручивания и предотвращающий сдвиг зубьев. При этом природная «коробка передач» выполнена с очень высокой точностью, особенно если учесть, что вся «шестеренка» имеет длину всего лишь 400 микрометров и насчитывает 10-12 зубьев.
Впервые эти зубчики были обнаружены еще в 1957 году, но тогда энтомологи просто описали их как факт, а сам механизм в действии удалось увидеть только недавно.
Подробнее здесь: