Matematiky vysvetlil krevety plávať

Niektorí kôrovce, ako krevety a homáre, plávať pomocou rytmických pohybov štyrmi alebo piatimi párov pleopod končatín, podobne ako malé pádiel.

Výpočty ukazujú, že pohyb kreviet a homárov 30% účinnosť synchrónnych ťahy, a viac ako trikrát účinnejší pohybmi smeruje od hlavy k chvostu.

Každá noha najprv vodou silou tlačí späť, a potom sa otočil, aby sa znížil odpor a pohybuje sa do počiatočnej polohy. Frekvencia takýchto pohybov môže dosiahnuť desiatich impulzov za sekundu. V tomto končatín riadku, skôr než súčasne v danom poradí. Prvý pár nôh sa posunie bližšie k chvostu, potom oneskorený o štvrť budúcom cykle, a tak ďalej. Zvonku pripomína vlny prichádzajúce z chvosta k hlave.

Skupina amerických vedcov, ktorá sa skladá zo štyroch matematikov a jeden biológ, sa rozhodol zistiť, prečo prírodný výber kôrovce vybral taký komplikovaný štýl plávania. S pomocou počítačového modelu, ktorý berie do úvahy dynamiku prúdenia kvapalín, Vedci porovnali tri spôsoby veslovanie: synchrónny pohyb nôh súčasne, vlnový pohyb chvosta k hlave v opačnom smere.

"Keď som prvýkrát začal premýšľať obetom spôsob navigácie, zdalo sa mi, že pohyb hlavy k chvostu by kládla väčší mechanickú výhodu, ale simulácie ukázali, že to tak nie je"- hovorí spoluautor Timothy Lewis (Timothy Lewis) z University of California v Davise.

Výpočty ukazujú, že pohyb kreviet a homárov 30% účinnosť synchrónnych ťahy, a viac ako trikrát účinnejší pohybmi smeruje od hlavy k chvostu.

Zistenie, že kôrovce zvolili najracionálnejšie spôsob plávania, vedci sa rozhodli, aby starostlivo skúmať nervové obvody, ktoré riadia tento proces.

"každý "pádlo" je riadený párom nervových buniek, ktoré potom inhibujú navzájom - vysvetľuje biológ Brian Myulloni (Brian Mulloney). - Ovládacie prvky jeden neurón tlačiť ďalšie - vzad. Výsledkom je rytmický pulz, ako metronóm",

Na druhej strane, pričom každý pár týchto metronómy niektorých asymetricky spojený s neurónmi po "pádlo", Matematická analýza ukázala, že táto asynchrónne komunikácie je ideálny pre vytvorenie oneskorenie štvrtinu cyklu nevyhnutné pre čo najefektívnejšie veslovanie.

Tak, s pomocou matematických metód, vedci preukázali, ako prírodný výber na úrovni nervových obvodov organizmy získavajú komplexné správanie, čo umožňuje efektívnejšie využívať energiu.

Viac informácií o výsledkoch práce možno nájsť v článku publikovanom v časopise PNAS.