10 Verrassend High-Tech aspecten van de natuur

Om de een of andere reden is er een algemeen aangenomen geloof dat Moeder Natuur de mensheid alle hersens heeft gegeven en de spierkracht heeft gegeven aan de rest van het spul op deze planeet (behalve, weet u, eekhoorns). Het blijkt echter dat we misschien niet zo slim zijn als we denken dat we zijn. Als dit iets is om voorbij te gaan, blijkt dat onze chique high-tech gadgets door de natuur zijn uitgevonden vóór ons.

10 oosterse horzels genereren zonne-energie

Voor wetenschappers was de oosterse horzel een mysterie. In tegenstelling tot andere soorten wesp en horzel, zijn ze het meest actief wanneer de zon op zijn heetst is, een fenomeen dat ingaat tegen de populaire redenering dat, om energie te besparen en een gezonde lichaamstemperatuur te handhaven, dieren het meest energiek zijn als de zon is het laagst.

Het was alleen door het analyseren van de biologie van de horzel dat wetenschappers van de universiteit van Tel Aviv ontdekten waarom. De bruine strepen op de horzel zijn groeven die licht vangen en breken in twee opvallende bundels die vervolgens door een reeks gaatjes in de gele strepen gaan en zich mengen met het van nature voorkomende pigment xanthopterine om elektriciteit te produceren. In feite kan de horzel zonnestraling omzetten in elektriciteit, die hij vervolgens gebruikt voor activiteiten zoals graven. Nog beter, de hornet gebruikt een deel van deze elektriciteit om een ​​gecompliceerd systeem van warmtepompen in zijn lichaam te laten werken, die als een ingebouwde airconditioningunit fungeren en hem in staat stellen langer in de zon te blijven zonder oververhitting.

9 Parasitaire houtwespen hebben een gronddoordringende radar

Zoals de naam (correct) aangeeft, is de sluipwesp een angstaanjagend wezen. Weet je, deze jongens leggen graag hun eieren in houten larven (vandaar het "parasiet" deel van hun naam). Deze larven komen echter vaak voor in bomen, takken en andere houten dingen. Dus, om de larven te vinden, hebben de wespen een variant van gronddoordringende radar ontwikkeld.

Met behulp van hun antenne tikken ze herhaaldelijk op de schors, die een puls in het hout zendt. Wanneer deze puls iets raakt (bijvoorbeeld een grub), stuitert het signaal terug en wordt het ontvangen door de supergevoelige ontvangers in de voeten van de wesp, waardoor een onderaardse kaart van het hout wordt gecreëerd. In feite is deze radar zo gevoelig dat hij het signaal van een grub kan opvangen dat niet eens beweegt. Als ze zich eenmaal op het rooi hebben geplaatst, graven ze zich met hun ingebouwde (en zeer flexibele) reciprocerende boormachine in het hout en impregneren de rooien met hun larven, die vervolgens van binnenuit eten. Zie de ware cirkel van het leven, mensen.

8 Een klein insect heeft miniatuurtoestellen in zijn benen

Terwijl ze een routinematig hogesnelheidfotografiestudie maakten van de dierenbeweging aan de universiteit van Cambridge, merkten wetenschappers iets vreemds op over de locomotiefprocessen van leden van de Issus geslacht: Ze leken te hebben versnellingen op hun benen. Bij nader inzien werd ontdekt dat dit het geval was, waarmee het eerste bekende geval van mechanische tandwielen door dieren werd gebruikt.

Gebruikt om de bewegingen van de benen van de wezens te synchroniseren, staan ​​deze versnellingen het toe Issus om met uiterste nauwkeurigheid te springen met de buitengewone snelheid van 13 kilometer per uur (8 mph) in minder dan twee seconden. Hoewel dat misschien niet zo veel voor ons lijkt, als je daarover nadenkt Issus groeit gewoonlijk tot 2,5 millimeter (0.1 in), het is een niveau van versnelling (ten opzichte van hun grootte) dat wij mensen volledig niet kunnen. Er is echter één nadeel: deze tandwielen zijn alleen aanwezig in nimfen, omdat ze verloren gaan tijdens de transformatie naar een volwassene.

7 Mycorrhizal Fungi Mimic Anti-Virus Software (voor planten)

Binnen een groep planten is het niet ongebruikelijk dat hun wortels met elkaar verbonden worden via een netwerk van ondergrondse mycorrhiza-schimmels (de fantasienaam voor gewone schimmels). Deze relatie bestaat om twee redenen: ten eerste staat de plant het toe omdat de schimmels hen voorzien van extra voedingsstoffen uit de grond die ze anders niet zouden kunnen bereiken; ten tweede, de schimmels laten het toe omdat de plant het voorziet van koolstof, een noodzakelijk element voor het leven.

Onlangs is echter gebleken dat er een minder bekende derde reden is. Wanneer een plant in dit netwerk wordt aangevallen door ziekte of bladluizen, geeft deze een speciale chemische stof af die de schimmels hiervan waarschuwt. De schimmels dragen deze kennis dan over aan de andere planten in het netwerk, waardoor ze hun verdediging kunnen verhogen, zodat ze, als of wanneer de aanval komt, klaar zijn om terug te vechten.

6 Harvester-mieren gedragen zich als internetprotocollen

Voordat we beschrijven hoe dit werkt, hebt u misschien een korte les nodig over hoe internet het verkeer meet en beheert. Internetverkeer wordt beheerd door een protocol dat bekend staat als TCP (Transmission Control Protocol); zijn belangrijkste taak is om congestie van internetverkeer te voorkomen, wat het doet door de snelheid te bewaken waarmee speciale signalen die bekend staan ​​als "acks" (een afkorting van "acknowledgments") worden ontvangen. Hoe sneller deze signalen terugkeren, hoe meer bandbreedte beschikbaar is op het netwerk en TCP verhoogt daarom de snelheid waarmee gegevens worden verzonden. Als de "acks" echter langzaam terugkeren, verlaagt TCP de snelheid waarmee gegevens worden verzonden, omdat er minder bandbreedte beschikbaar is.

Wetenschappers hebben ontdekt dat bij het foerageren de oogstmieren precies op dezelfde manier werken (minus de computers, uiteraard). De mierenkolonie bewaakt de snelheid waarmee de fokkers naar het nest terugkeren: als de mieren snel terugkeren met voedsel, wijst dat op een overvloed aan spul en worden er meer mieren uitgezet om te foerageren. Als de mieren echter langzaam terugkeren, weet de kolonie dat dit betekent dat voedselvoorraden beperkt zijn, en dus minder mieren worden uitgezonden.

5 Slime Mold kan helpen bij het plannen van openbaar vervoersnetwerken

Om ervoor te zorgen dat hun openbaarvervoernetwerk zo efficiënt mogelijk was, hebben onderzoekers aan de universiteit van Hokkaido een onwaarschijnlijke hulpbron gevonden. In een grote plastic schaal plaatsten ze een grote klodder slijm in het midden om Tokyo te symboliseren, evenals enkele tientallen havervlokken eromheen om de steden rondom Tokio te symboliseren. In de loop van de tijd hebben de wetenschappers gezien hoe de mal-paden die groeiden uit "Tokyo" zich met de steden verbinden op manieren die vrijwel identiek zijn aan het huidige spoorwegnet.

Dit was ook geen toeval. De slijmvorm groeide op deze manier omdat het had ontdekt dat dit netwerk het meest efficiënte middel was om de vlokken met elkaar te verbinden. Het is alleen dat, alle eer aan de Japanners, het land had al het meest efficiënte transportnetwerk, zo erg dat de mal het niet kon verbeteren. Aanvankelijk, nadat de slijmvorm in de schaal was geplaatst, werden honderden paden uitgestuurd om de omgeving te verkennen. Toen die paden de havervlokken aantroffen, begon de slijmvorm de paden te doden die niet met hen verbonden waren en versterkte de paden die dat wel hadden.

4 Slakken en bladeren gebruiken cellulaire automaten om hun patronen te ontwerpen

Cellular Automation is een wiskundig model dat door computers wordt gebruikt om patronen of afbeeldingen te ontwerpen. Stel je voor dat je een raster hebt gevuld met tientallen cellen: door de principes van cellulaire automaat te definiëren en toe te passen op deze cellen, zullen ze gedurende een gedefinieerde tijdsperiode evolueren (in dit geval van kleur veranderen) in overeenstemming met de staat van de cellen eromheen.

Een voorbeeld van het gebruik ervan in de natuur is via zeeschelpen, zoals die in de Conus en Cymbiola geslacht. Hun shells zijn verfraaid met complexe patronen die door cellulaire automaat worden afgeleid; Na verloop van tijd evolueren de patronen van de schalen constant, omdat elke cel van de schaal pigment vrijgeeft dat de patroonvorming verandert in overeenstemming met het gedrag van de naburige cel. Op dezelfde manier gebruiken planten cellulaire automaten om de bewegingen van de stoma op hun bladeren te regelen, die lijken op inlaatkleppen voor gassen die essentieel zijn voor het overleven van de plant.

3 Melanophila-kevers hebben ingebouwde infraroodsensoren

In augustus 1925 brak er een grote brand uit en verwoestte een olieopslagplaats in Coalinga, Californië. Tussen de ruïnes vonden onderzoekers honderden melanophila-kevers (ook bekend als "houtskoolkevers"), een vreemd feit aangezien deze soort geen inwoner van de regio was. Latere studies van dit fenomeen concludeerden dat de kevers massaal naar de site waren gekomen vanaf de uitlopers van de Sierra Nevada, meer dan 130 kilometer verderop en de locatie van verschillende grote bosbranden, jaren eerder.

Dit incident is het bewijs van de verbazingwekkende infraroodsensoren waarmee deze kever van nature gezegend is. De schil van de kever is bezaaid met honderden en duizenden kleine met water gevulde bollen met een diameter van ongeveer 0,02 mm. Wanneer infraroodstraling in de lucht aanwezig is, expandeert het water in deze bollen en wordt de resulterende drukverandering gedetecteerd door de kever, die vervolgens beweegt om het vuur te bereiken. Maar waarom zijn ze uitgerust met dergelijke technologie, vraag je je misschien af? Simpel: omdat de soort zijn larven in pas verbrande bomen legt.

2 In de grond levende insecten Gebruik draadloze signalen om te communiceren

In het dierenrijk kan de concurrentie om voedsel hoog zijn, zelfs zo dat sommige soorten van in de bodem levende insecten een systeem van draadloze communicatie ("wi-fly"?) Hebben ontwikkeld dat bovengrondse insecten laat weten welke planten zijn -opted.

Bij het bezetten van een plant veranderen de grondbewoners de chemische samenstelling van de bladeren van de plant, waardoor het op zijn beurt signalen in de lucht afgeeft, wat aangeeft dat het is weggekaapt. Aldus worden bovengrondse insecten direct gewaarschuwd als ze oprukken. Naast het conserveren van een voedselbron, doen de bodemlevende insecten ook een beroep op de bovengrondse soorten: het is aangetoond dat sommige soorten bovengronds insect zich in een langzamer tempo ontwikkelen als ze een plant met een bodem delen. bewoner. Dit systeem ondersteunt ook parasitaire wespen zoals we eerder noemden. Deze soort legt graag zijn eieren in bovengrondse insecten, dus de signalen die door de grond levende insecten overbrengen, wijzen ook naar gebieden waar geen geschikte gastheren zijn, waardoor de wespen weten te jagen in gebieden waar dit signaal niet is aanwezig.

1 Bacteriën Gebruik sociale netwerken om te overleven

Terwijl ze rondzweven in een organisme, cellen van de M. xanthus bacteriën blijven met elkaar verbonden met kettingachtige membranen om een ​​fysiek sociaal netwerk te vormen.

Naast het gebruiken van het om bacteriële vijanden zoals te ontwijken en te doden E coli, de bacteriën gebruiken ook merkwaardig dit netwerk - dat bestaat uit bolvormige organellen die vesticles worden genoemd - om "prooi" te vangen, zoals eiwitmoleculen. Nog verbazingwekkender, terwijl andere bacteriën op zo'n manier met elkaar communiceren, is het netwerk dat door M. xanthus is speciaal omdat het alleen openstaat voor anderen M. xanthus (in tegenstelling tot de netwerken die worden gebruikt door andere bacteriën die voor alle soorten toegankelijk zijn). Dus, net als Facebook, heeft dit netwerk ook privacy-instellingen. Nu hebben we alleen de leidende bacteriën nodig om gegevens over de anderen te verkopen aan reclamebureaus tegen hun toestemming en deze metafoor zou volledig worden gerealiseerd.