Forskerne ble lamslått da de så mellom beina til plantesugeren

Mekanikken som finnes i alle sykler, biler og maskiner er ikke en menneskelig oppfinnelse likevel.

Hei, denne artikkelen er over ett år gammel og kan innholde utdatert informasjon

(Dagbladet): Vi mennesker har mange imponerende oppfinnelser å vise til, men sjansen er alltid til stede for at naturen allerede har løst problemet på en langt mer imponerende måte.

Det fikk britiske forskere ved University of Cambridge et godt eksempel på da de kikket opp mellom beina på fulgoromorpha, en plantesuger som lever rett utenfor stuedøra til forskerne - og som altså skjulte en skikkelig godbit mellom beina: Perfekte mekaniske tannhjul som følger det samme prinsippet som finnes i alle sykler, biler og de fleste menneskeskapte maskiner.

- Det viser seg at mekaniske tannhjul ikke er en menneskelig oppfinnelse likevel. Vi har funnet dem i insekter, sier professor Malcolm Burrows ved University of Cambridge.

- Vi trengte ikke å dra til ytre del av langtvekkistan for å gjøre oppdagelsen. Vi måtte gå til et sted som heter «hagen» som ligger «bak huset». Enten må det mest avanserte tannhjulet i naturen finnes i hagen vår, eller så venter det oss ekstremt mye mer kompliserte og intrikate oppdagelser i framtida, sier Gregory Sutton ved University of Bristol, Burrows kollega på forskningsprosjektet.

Du kan se hvordan tannhjulene fungerer i videoen øverst i denne saken.

Fenomenale hoppere Det spektakulære funnet ble gjort i et forskningsprosjekt på hoppende insekter. Fulgoromorpha - «planthopper» på engelsk, som er et mer betegnende navn - er en insektart som er kjent for sine imponerende hopp. Insektet tar sats i løpet av ett millisekund (1/1000) og beveger seg 5 meter i sekundet.

- Prestasjonen til plantesugeren er fenomenal. Spørsmålet vi stilte oss var «Hvordan i alle dager får den det til?» sier Malcolm Burrows.

Og videre: Bakbeina til disse insektene beveger seg nesten helt synkront - noe de også må, med mindre insektet skal hoppe i vilden sky. Plantesugernes bakbein beveger seg innenfor et tidsrom på 30 mikrosekunder (milliondeler av et sekund), dette er så presist at løsningen på hvordan den klarer å hoppe så presist ikke kan ligge i nervesystemet.

- Lamslått Burrows var på jakt etter eksemplarer av insektet til forskningen sin, og fikk til slutt hjelp av sitt fem år gamle barnebarn.

- Max reddet oss. Han fant insektene i hagen sin og kom løpende til meg og ropte at han hadde funnet dem. Vi tok dem med tilbake til laboratoriet og klarte å filme dem og vise at tannhjulene på innsiden av hvert bakbein faktisk fungerer.

For å bekrefte at tannhjulene virkelig var i sving når larvene hopper, filmet forskerne larvene i supersakte film (5000 bilder i sekundet).

- De små tannhjulene går perfekt inn i hverandre, akkurat som menneskelagde tannhjul. Jeg var lamslått, sier Burrows om oppdagelsen.

Forskerne fant ut at noen små «kuler» på innsiden av insektenes lår ble beskrevet i en vitenskapelig artikkel allerede i 1957 av K. Sander, en tysk biolog. Ingen har imidlertid de siste 60 årene skjønt hva Sander beskrev eller tatt seg bryet med å finne ut at de små hoppende insektene har imponerende utgaver av sveitseren Leonhard Eulers oppfinnelser innen mekanikk fra 1700-tallet mellom beina.

- Det har bare vært en av disse små rare fotnotene i anatomibøker, sier kollega Sutton.

Bare for trening Sutton og Burrows stoppet imidlertid ikke etter å ha funnet det de mener er det første eksempelet på mekaniske tannhjul i naturen. På voksne plantesugere fant de nemlig ingen tannhjul, men de voksne insektene er vel så gode til å hoppe som larvene, som altså har tannhjul mellom beina til å hjelpe seg.

Tannhjulene er nemlig for å trene. Bakbeina til de voksne insektene er større og friksjonen mellom dem hjelper dem til å få presise hopp.

- Vi er ganske sikre på at tannhjulene er for trening hos de yngre insektene, men ikke helt sikre, sier Sutton.

Sutton er utdannet maskiningeniør og er nå spent på hva slags praktiske konsekvenser plantesugerens imponerende tannhjul kan ha for nye menneskeskapte maskiner. Matematikeren Eulers form på tannhjul fra 1700-tallet har vært dominerende innen mekanikken, men nå kan det endre seg med plantesugeren.

- Moderne maskiner fungerer ofte ikke i veldig liten skala. Friksjon spiller ikke så stor rolle når du har to store tannhjul, men når ting blir veldig lite, øker friksjonen. Plantesugernes tannhjul kan kanskje løse dette problemet for oss. Vi er fortsatt imponert og sjokkert av hva vi fant uten i hagen til Burrows barnebarn, sier Sutton.

PASSER PERFEKT: På dette nærbildet ser man hvordan tannhjulene går perfekt inn i hverandre og sørger for det presise frasparket.
PASSER PERFEKT: På dette nærbildet ser man hvordan tannhjulene går perfekt inn i hverandre og sørger for det presise frasparket. Vis mer