Springende firben:Forskning tester grænserne for gekko-adhæsion

Mange gekkoer bor i træer, bor ofte højt i baldakinen. Stoler på deres utrolige klæbestyrke for at hjælpe dem med at bryde deres fald, de hopper fra træer, og lander på enten blade eller relativt glatte træstammer. Hvordan de modstår disse påvirkninger, og hvilke kræfter der påføres tåpuderne på sådanne faldende/springende gekkoer, er ikke godt forstået, og kunne være afgørende for at forstå den fænomenale klæbeevne, som disse firben udviser.

Et team af forskere ledet af en biolog ved University of California, Riverside rapporterer nu i Royal Society Interface journal om, at gekko -klæbesystemet kan nå sine funktionelle grænser i ekstreme situationer, som når en gekko-søger, for eksempel, at undslippe et rovdyr – falder/springer fra en regnskovs baldakin.

"Vi fandt ud af, at størrelsen på gekkoen og bladets størrelse bestemmer slagkræfter, " sagde Timothy Higham, en lektor i biologi ved UC Riverside, der ledede forskningsprojektet. "I modsætning til tidligere forskning, der tyder på, at gekko-friktionsklæbeevnen er for høj i forhold til den kropsmasse, den understøtter, mens den er i hvile eller løber op ad en lodret overflade, vi viser, at realistiske forhold i naturen kan resultere i, at gekkoens friktionsevne presses til det yderste. Geckos, vi fandt, udsættes for stødkræfter, der nærmer sig eller overstiger sikkerhedsfaktoren for en enkelt fod, fører til muligheden for skade eller et mislykket landingsforsøg."

Higham og to andre forskere om projektet - Anthony P. Russell, University of Calgary, Canada, og Karl J. Niklas, Cornell University, NY— udviklede en modelleringsramme for at vurdere, om gekkoers klæbeevne nogensinde når en grænse i naturen. De baserede dette på offentliggjorte observationer af nedstigninger fra luften af ​​gekkoer, der bor i baldakinen, og som afbrydes midt på efteråret, når gekkoer klamrer sig til bladoverflader.

"Mange gekkoer fanger sig selv midt på efteråret, ved at holde sig til et blad, når de styrter mod jorden, antyder, at den hurtige deceleration, som de oplever, kan give den selektive kraft, der er ansvarlig for at drive deres stærke klæbeevne, "Sagde Higham." Denne undersøgelse, derfor, kunne give indsigt i udviklingen af ​​adhæsion - et emne, der ikke er fuldt ud forstået."

Forskerne brugte offentliggjorte observationer af gekkoer i deres naturlige habitat i Amazonas-regionen. I laboratoriet, de tog målinger af friktionsklæbemulighed. De estimerede også aerodynamiske kræfter, maksimale stødkræfter, og efterfølgende belastning på klæbemiddelsystemet ved påvirkning af gekkoerne.

Higham bemærkede, at i deres eksperimenter, han og hans kolleger antog, at gekkoen stoppede umiddelbart efter påvirkning af bladoverfladen.

"Imidlertid, det er sandsynligt, at det kan glide langs bladoverfladen efter stød, hvilket ville reducere den oplevede slagkraft, " sagde han. "Selvom det er rigtigt, at landing på planteoverflader efter flugt-inducerede hop kan resultere i meget høje stødkræfter, der udfordrer klæbeevnen, disse kan dæmpes ved bøjning af bladet og/eller stilken. "

Ifølge Higham, en måde at forestille sig de udfordringer, som sådanne gekkoer står over for, når de pludselig stopper deres fald, ville være at tænke på en faldskærmsudspringer, der når terminalhastigheden og derefter griber en støtte midt på efteråret og stopper uden at bruge en faldskærm til at bremse.

Næste, forskerne vil rejse til Fransk Guyana i efteråret for at få video (i høj hastighed) af landingen af ​​gekkoer på blade.

"Vi vil kombinere baldakinobservationer og felteksperimenter med kunstige landingsplatforme, " sagde Higham. "I bund og grund, vi ønsker at sammenligne resultaterne af vores model med de faktiske kræfter ved landing i naturen. "