[ad_1]

پروانه ها با طراحی پیچیده بال به مسابقه تکامل سلاح حمله می کنند

تصویر ترکیبی از پروانه Antheraea pernyi (بالا) و پروانه Graphium agamemnon (پایین) ، عکس هایی را در سمت چپ و تصویر سونوگرافی (توموگرافی) را در سمت راست نشان می دهد. توجه کنید که بالهای شب پره ها پژواک ضعیف تری دارند (تصویر صوتی) نسبت به بال های یک پروانه. اعتبار: سایمون ریچل ، توماس نیل ، خوان شن و مارک هولدیرید

بالهای پروانه بسیار نازک ، بسیار جاذب و فوق العاده طراحی شده برای پرت کردن ، می تواند کلید توسعه راه حل های فن آوری برای بقا در یک دنیای پر سر و صدا باشد.

همانطور که در مطالعه جدیدی که امروز در PNAS، محققان دانشگاه بریستول ساخت دقیق بالهای پروانه را کشف کرده اند که به گونه ها اجازه می دهد تا در یک مسابقه سلاح تکاملی 65 ساله از ناراحت کننده ترین شکارچی خود جلوگیری کنند.

با استفاده از طیف وسیعی از تکنیک های تحلیلی ، از جمله تصویربرداری از سطح مقطع هوایی ، مکانیک صوتی و انکسار سنجی ، تیم علوم زیست شناسی دانشکده بریستول دریافتند که لایه بسیار نازک بال های پروانه دارای ویژگی های جاذب فراصوت غیر معمول است که استتار صوتی مخفیانه را در برابر خفاش های اکولوکینگ

آنچه کشف این تیم را بیش از پیش قابل توجه می کند این است که آنها اولین فرا ماده صوتی شناخته شده را شناسایی کردند. فرامادها به طور سنتی یک ماده ترکیبی مصنوعی را توصیف می کنند که برای نمایش خواص فیزیکی برتر از آنهایی است که در طبیعت وجود دارد. فرامواد طبیعی بسیار نادر هستند و هرگز قبلاً در جهان آکوستیک توصیف نشده اند.

پروانه ها با طراحی پیچیده بال به مسابقه تکامل سلاح حمله می کنند

یک تصویر سه بعدی با رنگ بال کاذب 0.21 mm x 0.28 mm روی پروانه Lasiocampa quercus ، ساختار ، تنوع و محل مقیاس های پایه (نارنجی) و مقیاس های سقف (آبی و زرد) را نشان می دهد. اعتبار: سایمون ریچل ، توماس نیل ، خوان شن و مارک هولدیرید

در اوایل سال جاری ، دکتر آکوستیک رفتاری و بوم شناسی حسی ، دکتر مارک هولدیرید و محققان مشترک وی گزارش دادند که چگونه پروانه های ناشنوا مقیاس های جاذب فراصوتی را بر روی بدن خود ایجاد کرده اند که به آنها اجازه می دهد 85 درصد انرژی صوتی ورودی را که خفاش ها استفاده می کنند ، جذب کنند. برای پیدا کردن آنها

نیاز به زنده ماندن به این معنی است که پروانه ها یک مانع محافظتی با عمق 1.5 میلی متر ایجاد کرده اند که به عنوان یک جاذب صوتی متخلخل عمل می کند. با این حال ، چنین سدی محافظتی در بال ها ، جایی که ضخامت افزایش یافته مانع پرواز پروانه ها می شود ، عمل نمی کند. از ویژگیهای کلیدی مواد فراموسی صوتی این است که آنها بسیار کوچکتر از طول موج صدایی هستند که بر روی آنها عمل می کنند ، و به آنها اجازه می دهد بسیار نازک تر از دستگاههای جذب صدا با طراحی سنتی باشند.

در این آخرین مطالعه ، تیم بریستول ، به سرپرستی اولین نویسندگان ، دکتر توماس نیل و دکتر ژوانگ شن ، دریافتند که پروانه ها با ایجاد یک جاذب تشدید که 100 برابر باریکتر از طول موج است ، یک گام صرفه جویی در زندگی دارند. صدایی که جذب می کند ، بنابراین به حشرات اجازه می دهد تا سبکی خود را حفظ کنند در حالی که توانایی خفاش ها در تشخیص پژواک بال های خود را در پرواز کاهش می دهد.

با بررسی تصاویر پیچیده مقطعی صدا که با کمک توموگرافی سونوگرافی گرفته شده ، گروه دریافتند که بال های پروانه برای ساخت یک جاذب رزونانس تکامل یافته اند که یک محافظت موثر در برابر خفاش های سونار است. این یافته ها می تواند به طور قابل توجهی تلاش دانشمندان مواد ، مهندسان آکوستیک و سونار برای طراحی جاذب های صوتی با الهام از زیست محیطی با عملکرد استثنایی در عمق زیر موج را افزایش دهد.

پروانه ها با طراحی پیچیده بال به مسابقه تکامل سلاح حمله می کنند

یک تصویر سه بعدی با رنگ بال کاذب 0.21 mm x 0.28 mm روی پروانه Lasiocampa quercus ، ساختار ، تنوع و محل مقیاس های پایه (نارنجی) و مقیاس های سقف (آبی و زرد) را نشان می دهد. اعتبار: سایمون ریچل ، توماس نیل ، خوان شن و مارک هولدیرید

“جالبترین چیز این است که بالهای پروانه نیز روشی را ایجاد کرده اند که باعث می شود تا جذب کننده تشدید کننده با افزودن یک ویژگی شگفت انگیز دیگر ، تمام فرکانس های خفاش را جذب کند – آنها بسیاری از این تشدیدکننده ها را که به طور جداگانه با فرکانس های مختلف تنظیم می شوند ، به مجموعه ای از جاذب ها مونتاژ می کنند. که با هم جذب پهنای باند ایجاد می کنند ، به عنوان یک ماده غیر صوتی صوتی عمل می کنند – اولین چیزی که در طبیعت شناخته شده است. ” “دستیابی به چنین جذب باند پهن در ساختارهای فوق نازک بالهای پروانه بسیار دشوار است ، که آن را بسیار چشمگیر می کند.”

این بیش از حد قابل دستیابی است با جذب کننده های متخلخل کلاسیک از نوعی که در حال حاضر برای جذب صدا در محیط اداری استفاده می شود و از مواد ضخیم و بزرگ استفاده می کند.

دکتر هولدیرید افزود: “این وعده یکی از نازک ترین جاذب های صدا برای خانه ها و دفاتر ما است ، ما به کاغذ دیواری های انعطاف پذیر و قابل قبول جذب صدا نزدیک خواهیم شد تا صفحه های جذب کننده حجیم.”

این آخرین مطالعه بر اساس کارهای قبلی توسط تیم آکوستومکانیک مقیاس های فردی بنا شده است و نشان می دهد که چگونه می توان جذب صدای سنتی ترازوها را روی بدن پروانه ها با ساختار بال بسیار نازک تر ایجاد کرد تا از صوت محافظت کند. از کل ارگانیسم


کشف مکانیسم تشدید می تواند جذب کننده های صوتی فوق العاده نازک را القا کند


اطلاعات بیشتر:
توماس آر نیل ، “بالهای پروانه فراموادی صوتی هستند” PNAS (2020) www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2014531117

تهیه شده توسط دانشگاه بریستول

نقل قول: اعتصاب پروانه ها در مسابقه سلاح نژادی تکاملی (2020 ، 23 نوامبر) بارگیری 23 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-moths-evolutionary-arms-sophisticated -wing.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر