Международная группа ученых и инженеров из США и ОАЭ раскрыла физический механизм, который позволяет ящерицам легко отбрасывать хвост в случае нападения. Но обеспечивает надежность крепления, когда опасности нет.
Оказывается, алгоритм сбрасывания хвоста связан со сложным устройством поверхности у мышечных волокон в хвосте этих животных.
Чтобы убедиться в правоте такого предположения, ученые создали полимерный аналог рептильного хвоста и опробовали на нем механизм отбрасывания. Теперь они планируют использовать изобретение в робототехнике — для создания биомиметических устройств, способных, подобно ящерице, пожертвовать частью себя в особо затруднительной ситуации.
Способность ящериц отбрасывать хвосты хорошо известна и описана с древних времен, поэтому может показаться странным, что в наши дни наука все еще занимается этим вопросом. Но на самом деле этот механизм сложен и до сих пор вызывает вопросы.
Ученые из Нью-Йоркского университета и Университета Абу-Даби решили разобраться в степени механической прочности хвоста в условиях, когда ящерица желает или не желает его отбросить. Им удалось воспроизвести механизм отбрасывания на специально созданной модели из обычного полимера.
При отрыве хвоста разрыв идет не в случайных местах, а по одной из специальных «слабых» плоскостей, делящих хвост на сегменты. После отрыва ящерица почти не теряет крови — для этого в ее хвостовой артерии есть соответствующий запирающий сфинктер, а в венах — клапаны, не пропускающие воздуха.
После отрыва в хвосте обычно сохраняются восемь выступающих мышечных пучков, которым соответствует восемь отверстий в области ранки на теле ящерицы. Вместе те и другие образуют подобие разъема-штепселя, на котором хвост держится в нормальной жизни.