Ракообразные давно привлекают внимание биологов, и не только из-за особенностей своего поведения. Например, содержащиеся в панцире крабов и креветок химические соединения, такие как хитин, широко используются для создания биологически активных добавок, лекарств и косметических средств. В новом исследовании американские учёные, изучая рака-богомола, приблизились к созданию сверхпрочных композитных материалов.
Небольшие, но прочные передние конечности рака-богомола развивают скорость пули и с лёгкостью разбивают панцирь жертвы и даже стекло аквариума (фото Carlos Puma).
Ракообразных из отряда ротоногих, известных как раки-богомолы, можно разделить на две группы по типу "оружия", используемого на охоте. Если у одних видов передние клешни превратились в острые ножи для поражения мягкотелых морских обитателей, у других эти конечности похожи на кулаки, и их мощные удары разбивают панцирь и оглушают жертву. Эти существа известны тем, что устраивают ритуальные бои и определяют победителя по "набранным очкам".
Дэвид Кисаилус (David Kisailus) и его коллеги из Калифорнийского университета в Риверсайде на протяжении восьми лет исследовали технику ударов и строение клешней "ротоногих-боксёров", чтобы найти пути создания новых материалов.
Выбор объекта исследования не случаен - кулак раков-богомолов ускоряется до 80 километров в час всего за три тысячные секунды и движется так быстро, что вода вокруг вскипает и создаёт звуковую ударную волну. Известны случаи, когда рачки одним таким ударом разбивали стекло аквариума. При этом сама клешня не получает никаких повреждений, и было очевидно, что секрет этой феноменальной прочности следует искать в строении нароста на последнем членике.
В предыдущем исследовании команда уже обнаружила во внутренних слоях придатка спиралевидные структуры, которые играют роль пружины и гасят энергию удара. Теперь в рамках проекта, финансируемого отделом научных исследований Военно-воздушных сил США, учёные описали новую уникальную структуру наружной поверхности кулака, которая обеспечивает конструкции столь высокую прочность.
Волокна наружного слоя "кулака", структурированные в форме "ёлочки", обеспечивают равномерное распределение энергии удара
(иллюстрация UC Riverside).
Химический анализ показал, что в верхнем слое нароста на последнем членике ударных клешней органические волокна хитина окружены кристаллами фосфата кальция. Это соединение также содержится в человеческих костях. Но главное: сильно минерализованные волокна расположены не в случайном порядке, как в более глубоких слоях, а строго структурированы в форме "ёлочки".
"Ранее мы выяснили, что рак-богомол передаёт своей жертве невероятный импульс, и при этом не повреждает собственные конечности, но теперь мы показали, что свойства этого ударопрочного материала обеспечивает структура "ёлочкой", - сообщает в пресс-релизе соавтор исследования Николас Ярагхи (Nicholas Yaraghi).
Чтобы проверить, насколько эффективна обнаруженная структура волокон, команда Кисаилуса обратилась к специалисту по гражданской инженерии Пабло Цаваттьери (Pablo Zavattieri) из Университета Пердью, который сделал компьютерные модели, а затем напечатал материал со сходной структурой на 3D-принтере.
Расчёты показали, что форма расположения волокон обеспечивает равномерное распределение энергии удара по всей поверхности. Затем эти выводы были подтверждены в ходе реальных испытаний сходного композитного материала.
Комбинация двух структур, открытых в "кулаке" рака-богомола, поможет создать ещё более прочные бронежилеты и шлемы, уверены учёные. Кроме того, новая подсмотренная в природе технология может быть использована при изготовлении корпусов самолётов, кораблей и автомобилей.
Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в издании Advanced Materials.
Наверняка, каждый, хоть раз в жизни, слышал о насекомом, под названием богомол. А знает ли кто-нибудь, что есть гигантский рак-богомол? Что это за создание такое? Почему его так назвали, и где живет это животное?
1. Lysiosquillina maculata; 2. Nannosquilla decemspinosa; 3. Рак богомол Павлин (Odontodactylus scyllarus).
Название с приставкой «богомол» этот представитель ракообразных из семейства Squillidae получил из-за строения тела. В обычном состоянии вторую пару конечностей (ногочелюстей) животное прижимает к грудному отделу и очень становится похоже на обычного богомола. Рак-богомол отнесен учеными к отряду ротоногих. Иногда его называют еще креветкой-богомолом, поскольку он отдаленно напоминает это животное, хотя никакого отношения к креветкам не имеет.
Описание животного
Средняя взрослая особь рака-богомола достигает в длину до 20 сантиметров, при этом вес составляет в районе 200 граммов. Иногда встречаются и более крупные представители этого вида, тело которых вырастает до 40 сантиметров.
Того, кто впервые увидел это создание, вероятно, больше всего впечатлит его окрас: каких только цветов радуги нет на этом раке! Всю красоту его внешнего вида просто не возможно описать, как говорится: лучше просто один раз увидеть, чем сто раз услышать! Животное сплошь состоит из разноцветных пятен: розовых, красных, ярко-зеленых, синих, бирюзовых…
Форма самого тела вытянуто-уплощенная, состоящая из нескольких отделов, называемых тагмами. А на голове, на усиках-антеннах, расположены два сложных глаза.
Ареал обитания рака-богомола
Предпочтение, среди мест обитания, это животное отдает морям, расположенным в тропиках и субтропиках. Глубина, на которой проживает этот представитель ракообразных, не слишком велика (с 2-х до 70 метров). В нашей стране такого красавца можно встретить в морях, омывающих дальневосточную территорию.
Образ жизни и поведение животного
Рак-богомол притаился в «засаде». Он способен с быстротой молнии напасть на свою жертву и Рак-богомол проживает свою жизнь в одиночестве и уединении. Большая часть жизни животного проходит в его укрытии, которым может служить вырытая им самим нора (в грунте) или обычная подводная расщелина. Глубина норы рака-богомола может достигать 1 метра.
Если рак все-таки надумает выйти из своего дома (за добычей, например), то передвигается ползком по поверхности грунта, опираясь на свои ногочелюсти, как на костыли. но, стоит сказать, что это животное является отличным пловцом, при том способным развивать довольно приличную скорость.
Глядя на внешность рака-богомола, кажется, что это довольно миролюбивое и безобидное создание… Не стоит так обольщаться! Это весьма агрессивное и, временами, даже задиристое животное. Рак-богомол очень вспыльчивый и поэтому часто дерется с другими обитателями морского мира.
Рацион питания и манера охоты
Раки-богомолы являются хищными животными, они прекрасно умеют охотиться. И согласно исследованиям ученых, по способу охоты делятся на две категории: «копьеметатели» и «крушители».
Для первой категории питание составляют каракатицы, рыбы, морские многощетинковые черви и креветки. Вторая категория раков – «крушители» — предпочитает лакомиться другими раками и разнообразными моллюсками.
Размножение раков-богомолов
Представители этого вида ракообразных – существа разнополые. Некоторые раки предпочитают каждый брачный сезон искать нового «жениха» или «невесту», а есть и такие, которым по душе выводить потомство каждый раз с одним и тем же партнером (иногда и по 20 лет). Копулятивный орган у раков-богомолов образован первыми двумя парами брюшных ног.
Забота о потомстве тоже не у каждого рака-богомола одинаковая. Некоторые самки создают две кладки яиц: «для себя» и «для отца» будущего потомства. В таком случае каждый из родителей дальше самостоятельно заботится о своих маленьких рачках. Но бывает и по-другому: самка полностью берет заботу о потомстве на себя, а на роль самца выпадает обязанность по добыче пищи.
Морской рак-богомол (лат. Odontodactylus scyllarus ) еще совсем недавно относился к числу малоизученных обитателей коралловых рифов, а сейчас это невероятно красивое членистоногое можно встретить даже в аквариумах отечественных аквариумистов.
В природе рак-богомол предпочитает держаться на глубине от 2 до 70 метров на участках с мягким грунтом, где удобно рыть норы. Но если у вас есть устоявшийся морской аквариум объемом от ста литров и толстым слоем грунта, рак будет чувствовать себя в нем вполне комфортно, а поскольку он активен преимущественно в дневное время, то наблюдение за ним доставит немало удовольствия всем любителям экзотической живности.
Свое название этот представитель ракообразных получил благодаря особенностям строения тела. Вторая пара ногочелюстей, которую рак-богомол обычно пускает в дело при столкновении с чужаками, в спокойном состоянии согнута под углом и прижата к груди, из-за чего рак становится похожим на известного представителя мира насекомых – богомола.
В случае опасности или во время охоты раки способны мгновенно выбрасывать эти конечности вперед, чтобы поймать добычу. Но если богомолу требуется около 100 миллисекунд на совершение подобного движения, то рак справляется с этой задачей в 50 раз быстрее.
Несмотря на привлекательный внешний вид, рак-богомол не может похвастаться ангельским характером. Из-за своей вспыльчивости и готовности в любой момент ввязаться в драку эти ракообразные заслужили недобрую славу раков-террористов, которых многие любители экзотических домашних животных знают под именем бойцовых раков.
Представители этого вида являются отличными охотниками, которым вполне по силам справиться с добычей такой же величины, как и сам рак. А сложно устроенные глаза раков, состоящие из 10000 фасеток, позволяют точно определить местоположение добычи даже при плохом освещении.
В зависимости от манеры охотиться, раки условно делятся на «крушителей» и «копьеметателей». Первые предпочитают нападать на медлительную добычу, вроде раков и моллюсков. «Копьеметателям» по вкусу рыбы, креветки, и многощетинковые черви, которых раки-богомолы стремительно атакуют из засады, когда ничего не подозревающая жертва проплывает мимо. Способностью молниеносно атаковать добычу раки обязаны мощному хвосту, который в момент нападения с силой разжимается, выбрасывая своего обладателя вперед.
Желание дотронуться или подразнить этого красавца может окончиться для человека серьезным ранением, поскольку раки-богомолы не пугливы и способны напасть даже в том случае, если обидчик значительно превышает их размерами. А уж о более мелкой живности и говорить не приходится – своих сородичей эти ракообразные способны убить с одного удара, ведь вся история эволюции раков-богомолов представляла собой «гонку вооружений», в которой выживали самые крупные, сильные и агрессивные особи.
Результатом процесса стало то, что мощного удара ногочелюстей не выдерживает даже хитиновый панцирь этого животного, что позволяет им охотиться на особей своего же вида. Поэтому многие ракообразные в дополнение к имеющемуся «арсеналу» обладают яркой раскраской, издалека предупреждающей соперника о том, что перед ним достойный противник. Встретив другого рака-богомола, самцы вначале меряются силой на расстоянии, принимая угрожающие позы и показывая ярко окрашенный панцирь и мощные конечности. И только если подобная демонстрация силы не производит достаточного впечатления, раки-богомолы вступают в схватку.
Однако даже у самых агрессивных бойцов бывают дни, когда они не только не стремятся в бой, но и предпочитают не покидать норы. Причина такого изменения в поведении проста – у раков наступает период линьки, когда их новый хитиновый панцирь настолько мягок, что при ударе раки могут нанести вред сами себе. В среднем на восстановление ракам-богомолам требуется 7-9 дней после сбрасывания старого панциря, поэтому все это время рак держится в норе, завалив ее вход камешком.
Дна, набравшим в последнее время большую популярность у аквариумистов. Да и есть за что! Необычная яркая внешность такого существа ярко выделяется на фоне остальных подводных обитателей. Рак-богомол - житель коралловых рифов, обитает в морях тропиков и субтропиков на относительно небольшой глубине.
Описание рака-богомола
Особый интерес к себе привлекают его глаза. Это самые сложные органы зрения в мире, способные различать 12 цветов, в то время как для человека этот показатель в 4 раза меньше.
Такой обитатель дна морского воспринимает инфракрасный и ультрафиолетовый свет, видя различные его поляризации, в частности линейную и круговую, более редкую. В природе многим животным доступна только линейная поляризация; к примеру, ракообразные и рыбы используют ее для ориентирования в пространстве и обнаружения добычи. Глаза раков-богомолов способны распознавать хищников (даже в кромешной темноте), потенциальную добычу и различные типы кораллов.
Агрессия - особенная черта рака-богомола
В природной среде морской рак-богомол является агрессивным существом-одиночкой и большую часть жизни проводит, скрываясь в вырытых в грунте норах и расщелинах. Наружу выходит с целью поиска нового жилища либо добычи, обнаружив которую преследует и безжалостно атакует. Во время охоты рак-богомол наносит своей жертве точные удары своими хватательными заостренными ногами. В этом процессе ему очень помогают глаза.
В зависимости от манеры охотиться раки-богомолы условно делятся на «копьеметателей» и «крушителей». Первые, не рискуя отдаляться от своей норы на значительные расстояния, терпеливо поджидают жертву поблизости своих нор; их интересует медлительная добыча, в качестве которой выступают моллюски и раки. «Копьеметатели» предпочитают подвижных жертв (рыб, каракатиц, креветок, многощетинковых червей), которых, благодаря мощному хвосту, резко выбрасывающему раков вперед, внезапно и точно атакуют.
Удар рака-богомола
Гигантский рак-богомол, еще совсем недавно малоизученный обитатель морского дна, - невероятно красивое членистоногое, получившее свое необычное название за особенное строение тела. Богомолом его называют за схожесть с насекомым богомолом, потому что в спокойном состоянии, когда вторая пара ногочелюстей согнута под углом и прижата к груди, членистоногое напоминает своего наземного собрата. Именно эта пара ног (вторая по счету), оснащена зазубренными острыми частицами и принимает участие в схватке с чужаками, даже если те значительно больше по размеру. В процессе атаки рак-богомол несколькими быстрыми ударами выводит жертву из строя, нанося ей серьезные повреждения либо убивая последнюю.
Удар богомола (насекомого) занимает по времени около 100 миллисекунд (скорость, с которой человек моргает). Рак бьет в 50 раз быстрее. Сила, с которой он наносит сокрушительные удары, способна расколоть твердые раковины моллюсков или разбить стекло. Имеет место даже такой случай: профессор биологии Рой Колдуэлл (Калифорния, университет Беркли) решил показать столь экзотического обитателя своего аквариума одному журналисту. Профессор провел рукой перед стеклом, и последнее с треском разлетелось вдребезги, выпустив внутрь помещения 150 литров воды. Таким образом 30-ти сантиметровый рак-богомол в аквариуме отреагировал на провокацию.
Опасный рак
Характер раков-богомолов далеко не ангельский. За вспыльчивость и готовность ввязаться в драку в любой момент их даже называют бойцовыми. Любители экзотики часто стараются обзавестись таким существом, чтобы удивить знакомых и друзей.
Желание прикоснуться к такому интересному представителю природы для человека может обернуться серьезной травмой, поскольку чувство страха у рака-богомола, видимо, не развито вовсе. При возникновении опасности они рьяно бросаются на свою защиту. Яркая раскраска, присущая раку-богомолу, словно предупреждает об исходящей от него опасности. Даже со своими сородичами членистоногое готово смело вступить в поединок, предварительно демонстрируя противнику мощные конечности, ярко окрашенный панцирь и угрожающие позы. Если данное угрожающе-предупреждающее действие не имеет эффекта, соперники вступают в безжалостный бой.
Линька у рака-богомола
Как и у всех живых существ на планете, у раков-богомолов наступает период покоя, когда нет желания проявлять агрессию, защищаться или нападать. Спокойное пребывание в собственном логове некоторое время говорит о начале периода у рака-богомола линьки, которая происходит каждые 2 месяца. Именно в это время их новый хитиновый панцирь становится мягким. Рак-богомол даже способен сам себе нанести травму. Восстановительный период после сбрасывания старого панциря занимает 7-9 дней. Именно такой промежуток времени рак старается провести в одиночестве и даже во избежание проникновения посторонних особей заваливает вход в нору ракушкой или камешком.
Аквариумный рак-богомол предпочитает вести дневной образ жизни, поэтому за ним очень интересно наблюдать любителям экзотической живности. Аквариумы для содержания такого красавца рекомендуются объемом не менее 100 литров. Грунт должен быть мягким и покрывать дно толстым слоем.
– удивительное ракообразное существо, живущее в океане около Австралии, которое имеет две особенности, выделяющие его среди других животных. , фото и видео смотрите и читайте потрясающие факты о нем.
(Рак богомол фото №1)
Эти чудесные яркие создания - супер хищники. Раки Богомолы охотятся на мелких рыб, креветок, каракатиц и многощетинковых червей. Их передние лапки-клешни на столько быстро и сильно выбрасываются вперед, что способны расколоть самую прочную раковину моллюска или панцирь ракообразных.
(Рак богомол фото №2)
Скорость с которой рак богомол ударяет по своей жертве своей ногоклешней - 80 км/час, то есть быстрее пули. Менее чем за 3 тысячных секунды рак способен нанести жертве удар с огромной силой, а сила удара может быть свыше 1500 ньютонов.
(Рак богомол фото №3)
При ударе своими передними конечностями под водой рак богомол создает мощную ударную волну, которая губит жертву, даже если рак промахнулся, в этот момент вода вокруг как бы "закипает", образуя множество маленьких пузырьков.
(Рак богомол фото №4)
Передние клешни рака богомола на столько прочные, что ученые уже давно изучают свойства его панциря с целью употребить эти свойства в оборонной промышленности.
(Рак богомол фото №5)
Еще рак богомол имеет особенные сложнейшие глаза. Он способен видеть огромное количество цветов из цветового спектра, на много больше чем человек или даже пчела или бабочка.
(Рак богомол фото №6)
Этот ракообразный имеет 8 типов цветовых рецепторов, и еще 2 рецептора нужны для поляризации света, а также один тип рецепторов, дополнительно увеличивающий размерность цветового пространства. Рак богомол видит лучше, чем самый современный спектрограф
(Рак богомол фото №7)
Строение глаз рака богомола очень необычно. Его глаза фасеточные, разделённые на верхнюю и нижнюю полусферу, эти сферы разделяет особенный пояс, который воспринимает и определяет цвет. Все три части глаза видят одновременно, такое зрение называют тринокулярным, что очень помогает ракообразному удивительно точно определять расстояния.
(Рак богомол фото №8)
Рак богомол любит теплые морские воды на глубине около 40 метров, где есть много песчаного дна, где он с удовольствием роет норы и проводит в них большую часть своей жизни, это его убежище от хищников и место засады на охоте.
(Рак богомол фото №9)
Из-за своей яркой раскраски раки богомолы частые обитатели аквариумов, вот только они убивают всю остальную живность вокруг себя и остаются в гордом одиночестве. Они способны легко пробить стеклянные стенки аквариума, но обычно этого не делают.
(Рак богомол фото №10)
Глаза рака богомола способны видеть инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, в отличии от человека, а еще они различают свет, поляризованный по кругу. Кажется нет более сложных и совершенных глаз в этом мире, чем у этого ракообразного
(Рак богомол фото №11)
Норы рака богомола в длину могут тянуться до одного метра, а в глубину достигать 40 сантиметров. Их хозяин для прочности стенок обкладывает их кусочками раковинок и кораллов. О размножении этих чудо-богомолов мало что известно, в аквариумах их часто наблюдали с кладкой яиц на брюшке, но еще никто не видел весь процесс размножения от начала до конца.
(Рак богомол фото №12)
Когда думаешь о удивительной силе удара рака богомола и о его потрясающем зрении, невольно задумываешься, могла ли эволюция произвести такое сложное существо? Ответ очевиден. У каждого сложного устройства всегда есть его Создатель. И рак богомол не исключение из правила.
