55_77 (55_77) wrote,
55_77
55_77

Categories:

Миллионы маленьких жал — почему крапива жжется и оставляет волдыри




Жала, колючки, иглы в качестве защитного механизма используют не только животные, но и растения. Достаточно вспомнить, как жжется крапива при помощи невзрачных шипов на своих стеблях. Она доставляет массу неприятностей людям, оставляя после себя зуд, жжение и волдыри.

Непобедимый механизм обороны, которым обладает это растение, решили изучить специалисты. Наиболее серьезно к этому вопросу подошли ученые Датского технического университета. Руководителем исследований выступил Кааре Йенсен, который работает с биомиметикой — созданием моделей, систем и механизмов, имитирующих объекты живой природы.

Ученые пытались понять, почему тончайшие шипы крапивы легко проникают в кожу человека и не ломаются. Они провели более 200 экспериментов, чтобы понять конструкцию жал, отростков и хоботков, например комара. Объяснения наконец-то были получены и опубликованы в издании Nature Physics.

Досталось всем «шипастым» от мала до велика
Вопрос о конструкции отростков, использующихся для прикрепления, обороны, питания и защиты представителей живой природы возник после массы неудачных экспериментов микробиологов по добыче жидкости из клеток растений. Маленькие стеклянные пипетки, которыми пытались добыть клеточный сок из листьев и стеблей, часто разрушались, достигая клеточной стенки. Неудачи в исследованиях натолкнули биологов на мысль, почему же насекомые не ломают свои жала «во время использования» и вскоре приступили к сбору лабораторного материала.


Ткани крапивы усеяны колючками

Были рассмотрены приспособления различных организмов, от нанометровых шипов вирусов, присосок водорослей, до гигантского 2-метрового бивня нарвала. Ученые сравнили их с заостренными искусственными объектами, гвоздями, иглами, клинками и даже копьями, пытаясь найти оптимальное соотношение эластичности и прочности.

Физика в самом гармоничном проявлении
Оказалось, есть четкое соотношение между длиной объекта и его диаметром. Диаметр постепенно симметрично уменьшается от основания к кончику. Этот механизм способен обеспечить хорошую эластичность и оптимальную прочность. Так эволюция обеспечила животным максимально эффективным механизмом, находящимся на грани физической возможности. Можно сказать, что шипы и колючки совершенны независимо от размера прибора, будь то шипик бактерии или острие рыбы-меч.

И о крапиве
Если говорить о крапиве, то ее «жгучие волоски» выглядят как кончик иголки от инъекционного шприца. Стенки шипа полые, сформированные стекловидным кремнием. Внутри каждой полости кроется несколько нанограмм раздражающего вещества.

После прикосновения острый кончик прокалывает кожу, стенка волоска разрушается и в ранку попадает жгучий сок. Вещества в составе жидкости обжигают дерму, вызывая что-то вроде аллергии, появляются волдыри.


Крапивный ожог
Вскоре неприятные ощущения заканчиваются, раздражающее вещество разбавляется кровью.

Новые знания о шипах, колючках и других совершенных природных механизмах позволят создавать оптимальный дизайн игл для шприцов и гвоздей с меньшим расходом материала и сохранением прочности.

Кстати, новые пипетки для экспериментов с растениями уже готовы и успешно применяются биологами.
источник
Subscribe

Recent Posts from This Journal

promo 55_77 february 21, 2016 18:00 1
Buy for 20 tokens
Оригинал взят у biboroda в Города, построенные в горах Горы привлекают людей в течение тысяч лет. Горы служили людям и укрытием от врагов и материалом для строительства жилищ, которые они также просто вырубали в склонах гор. Посмотрите на эти маленькие поселения и большие города,…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments