サイドワインダーヘビの皮膚の深物理学

滑るときにほとんどのヘビは、同じようにまっすぐに前方にあります。 しかし、砂漠に住むヘビは動き回ることが困難な場合があります。

アトランタエモリー大学物理学科の教授であるJennifer Rieserは、「ビーチや他の場所で砂の上を移動しようと試みたことを知っているように前に進むときの下に下がる物質を移動することが困難な場合があります。

それの隣のワインよりは横に滑る理由です。 いくつかのヘビは、特定の条件の下で横に動くことができるがRieser博士は、アフリカ、中東、北米の砂漠で発見された遠い関連の蛇グループの一般的な名前であるサイドワインダーこのユニークな形の動きを引き起こした。 芸術に。 例えば、側面風邪ガラガラヘビは時速18マイルの速度で移動することができ、世界最速のヘビです。

今Rieser博士と同僚​​の新しい研究では、彼らの秘密を発見したことです。 他のヘビの底にある非常に小さなスパイクの代わりに小さなピットに満ちたうろこです。 彼らの研究は、月曜日にNational Academy of SciencesのProceedingsに発表された。

ヘビ倍の微細構造は、それらが動く方法が重要だとRieser博士は言いました。 なぜなら、それは買わ動物が地球と対話する方法だからです。 サイドワインダーのスケールの微細構造を調査するために、彼女のチームは、アトランタ動物園のような機関で提供された自然に剥がれたヘビ革をスキャンするために、原子力顕微鏡を使用していました。 その後、数学的モデルを構築して、彼らは本構造は​​、さまざまな種類の摩擦でどのように動作するかをテストしました。

肉眼では滑らかに見えますが、ほとんどのヘビの倍のスケールには、頭から尾まで向かう微細なスパイクがあります。 これらは蛇の体と地の間に摩擦を起こして慣れてheadfirstスリーよりで前方に移動するのに役立ちくれるRieser博士は言いました。

綿マウスやダイヤモンドガラガラヘビの側面風邪ガラガラヘビの近親者を含む様々な生息地と生態的役割のヘビは倍に、このように目に見えるスパイクがあります。

しかし、サイド巻き種は、これらのスパイクを減らすか、段階的に除去して、特定の方向に移動できる微細なくぼみがある腹鱗と交換しました。 Rieser博士は方向性摩擦が摩擦のない環境での動きをより困難にするからだと提案しています。 「リノリウムやシルクの上動かすには蛇を想像してみてください。」

代わりに、サイド巻線は、動物が動いたときに、体の大きな塊を空中に上げることにかかっています。 強い方向性摩擦を起こすスケールは、これらの種類の動きに非常に悪い影響を与えているとRieser博士は言いました。 しかし、スケール摩擦がすべての方向に均一と側面風邪がはるかに容易になります。

サハラ角がついた蛇と密接な関連があるナミブ砂漠のそば風邪加算は、均一なピットがあり、とげがない腹スケールを持っています。 しかし、蛇の系譜の他の種類のから出た側面風邪ガラガラヘビはまだいくつかの痕跡がある船のスパイクとピットがあります。

その違いの1つの可能な説明は、北アメリカ南西部の砂漠が15,000年から20,000年にしかならず、北アフリカの砂漠は700万年から1000万年ほどされたものと比較して見ることができます。

Rieser博士は「だから、米国側風紀がこのようなタイプの動きを助けることができる構造を発展させる時間が少なかったことです。

微細なピットの正確な機能のためにチームの仮説にはさらなる研究が必要ですが遠い関連サイドワインダーで、これらのへそのスパイクの損失または減少は、これらの変化が横方向の動きへの直接の適応であることを示唆しています。

Rieser博士は「移動が生存に非常に重要であることを考えると、これらの変化が発生した理由の一部だと思っているのが合理的です。