Wilgotna przyczepność – czyli jak funkcjonują przylgi rzekotek?

Wilgotna przyczepność – czyli jak funkcjonują przylgi rzekotek?

Morfologia

Palce rzekotek zakończone są przylgami, które zbudowane są z przyległych do siebie sześcio- oraz pięciokątnych tablic ułożonych nieregularnie, strukturą przypominając plaster miodu. Tablice te tworzy naskórek, który zbudowany jest z komórek o spłaszczonym wierzchołku. Wielkość pojedynczego fragmentu to około 10 μm. Poszczególne frakcje oddzielone są od siebie 1 μm kanałem wypełnionym śluzem. Spłaszczona powierzchnia każdej komórki składa się natomiast z submikronowych fragmentów macierzy, które swą strukturą przypominają nanopillar bądź kołki o średnicy w przedziale 100-400 nm. Przylgi wykonane są z bardzo miękkiego niejednorodnego materiału, którego moduł sprężystości wynosi ok. 15 MPa, co jest równoważne z wartościami jakie osiąga guma sylikonowa (Scholz et al. 2009). Poduszkowate zakończenia palców są stale wilgotne, dzięki wydzielanemu przez gruczoły śluzowi, który uwalniany jest przez otwierające się kanały w komórkach naskórka. Ciągle wilgotna powierzchnia przylg umożliwia rzekotką przywieranie do różnorodnych powierzchni (Federle et al. 2006). Są one zdolne do wspinaczki po mokrych skałach, nawet gdy woda przepływa po ich powierzchni (Barnes et al. 2002).

Mechanizm działania

Struktura przylg jest zdolna wytworzyć dużą przyczepność i tarcie, dzięki możliwości krycia chropowatej powierzchni o szerokiej skali długości, a także możliwości stałego utrzymania cienkiej warstwy cieczy na styku powierzchni (w miejscu sprzęgu), co ułatwia zwierzęciu poruszanie i zwrotność. Przyczepność występuje w głównej mierze przez menisk, który wytwarza się wokół krawędzi przylgi (Federle et al. 2006). Obecność tarcia statycznego sugeruje, że płynna błona jest bardzo cienka. Grubość ta jest niezbędna, aby mieć styk pomiędzy końcami stryktury zbliżonej do nanopillaru, a powierzchnią współpracującą. Styk między przylgami, a powierzchnią współdziałającą wytwarzany jest poprzez wyciskanie płynnej błony z interfejsu. Hierarchiczna struktura i właściwości materiału ułatwiają ściskanie i zapobiegają uwięźnięciu płynnych wysepek podczas opróżniania kanalików, co sprzyjałoby ślizganiu się zwierzęcia (Federle et al. 2006). Podczas spaceru ściskanie następuje bardzo szybko.

Opracował Konrad Pałka w oparciu o poniższe źródło:
http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/367/1893/1445.full

Liczba wyświetleń: 2327