Naisip ng mga siyentista kung paano malaman ng mga gagamba kung aling bahagi ng web ang nakuha ng kanilang biktima

Talaan ng mga Nilalaman:

Naisip ng mga siyentista kung paano malaman ng mga gagamba kung aling bahagi ng web ang nakuha ng kanilang biktima
Naisip ng mga siyentista kung paano malaman ng mga gagamba kung aling bahagi ng web ang nakuha ng kanilang biktima
Anonim

Natuklasan ng mga matematiko ang isang simpleng alituntunin na nagpapahintulot sa mga spider na alamin kung aling bahagi ng kanilang trapping net ang susunod na biktima na nahulog, at ginagamit din ang web upang patuloy na mangolekta ng impormasyon tungkol sa kapaligiran. Ang kanilang mga natuklasan ay nai-publish sa SIAM Journal sa Applied Matematika.

"Ang spider web ay isang natural, napaka-magaan at matikas na istraktura na may napakalaking lakas na may kaugnayan sa kanyang masa. Hanggang ngayon, wala kaming kahit isang pinasimple na modelo ng mekanikal na naglalarawan sa pagpapatakbo at likas na katangian ng sistemang ito na may dalawang dimensional na vibrating, "ang isa sa mga may akda nito, propesor ng matematika mula sa Unibersidad ng Udine (Italya) na si Antonio Morassi.

Ang cobweb ay nakakuha ng pansin ng iba't ibang mga siyentipiko sa loob ng maraming dekada. Halimbawa, ang mga inhinyero at matematiko ay interesado sa mga prinsipyo ng istraktura ng web, mga biochemist at chemist - ang komposisyon nito at ang mga posibilidad para magamit ang mga bahagi nito sa pagsasanay, at mga ebolusyonista - kung paano natutunan ng mga gagamba ang paghabi ng mga nasabing web.

Inaasahan ng mga siyentista na ang mga eksperimentong ito ay makakatulong sa sangkatauhan na "kopyahin" ang ilang mga imbensyon ng kalikasan at turuan kaming gamitin ang mga ito para sa aming sariling hangarin. Halimbawa

Si Morassi at ang kanyang kasamahan na si Alexandre Cavano mula sa Unibersidad ng São Paulo (Brazil) ay natagpuan ang isang matematiko na sagot sa isa sa pangunahing mga misteryo ng biological - kung paano agad na natukoy ng mga gagamba kung anong bahagi ng kanilang web ang nahulog sa susunod na biktima, at makilala din ito mula sa random hampas ng hangin o hampas ng mga sanga …

Pangangaso matematika

Ang web ay hinabi mula sa radial at spiral fibers, na ang komposisyon at pag-andar ay magkakaiba. Ang huli ay binubuo ng isang "malambot" na pagkakaiba-iba ng sutla, na dumidikit sa biktima at pinipigilan itong iwanan ang lambat ng mangangaso. Ang mga radial filament ay binubuo ng isang labis na malakas na pagkakaiba-iba ng mga fibers ng protina na humahawak sa web sa lugar at maiiwasan ito mula sa pag-warping.

Noong nakaraan, sinubukan ng mga matematiko na kumatawan sa kanila bilang isang-dimensional na mga istraktura kasama ang mga panginginig na nabuo ng "hapunan" ng gagamba o ng mga random na proseso ay kumakalat. Ang mga modelong ito ay mahusay na naglalarawan kung paano lumitaw ang iba't ibang mga uri ng mga oscillation, ngunit hindi nila maipaliwanag kung paano eksaktong tinutukoy ng walong paa na mandaragit ang kanilang uri at naisalokal ang kanilang mga mapagkukunan.

Nalutas nina Cavanaugh at Morassi ang problemang ito sa pamamagitan ng pag-iisip ng spider web bilang isang uri ng two-dimensional membrane, na binubuo ng maraming magkakabit na hibla ng dalawang uri. Ang iba't ibang mga uri ng mga panginginig ay kumakalat sa ibabaw ng lamad na ito. Ang pamamaraang ito ay pinapayagan silang ilagay ang kanilang mga sarili sa mga sapatos ng gagamba na nakatago sa gitna ng web, at upang maunawaan kung paano "naririnig" nito ang mga biktima, hangin at iba pang mga mapagkukunan ng ingay.

Ipinakita ang mga kalkulasyon na natutukoy ng isang mandaragit ang posisyon ng biktima nito sa pamamagitan ng paghahambing kung magkano ang puwersa ng pag-igting ng iba't ibang mga radial fibers na hinahawakan ang mga binti nito. Ang walong mga binti ng gagamba, ayon sa mga mananaliksik, ay sapat na upang hindi malinaw na matukoy ang mapagkukunan ng mga panginginig at maunawaan kung ano ang sanhi nito.

Ang mga katulad na prinsipyo ng matematika, ayon kay Morassi, ay maaaring mailapat upang lumikha ng mga supersensitive pressure sensor at iba pang mga sensor, katulad ng mga prinsipyo ng aparato sa web, pati na rin upang malutas ang iba pang mga praktikal na problema.

Inirerekumendang: