Строение глаза рака богомола. Рак-богомол - роскошный обитатель морского дна. Имя и прозвища

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.

В тёплых морях на небольших глубинах обитают особого вида ракообразные. Они относятся к отряду ротоногих: с довольно крупным телом, длиной от 12 до 35 сантиметров, которое «разделено» на несколько отделов.

Ракообразные семейства Squillidae

Один из отделов - челюстегрудь, которая в свою очередь состоит из слитых вместе 4 грудных и 3 челюстных сегментов, а грудь - из мощного, также разделённого, брюшка и 4 свободных сегментов. Такие ракообразные, которые относятся к семейству Squillidae и роду Oratosquilla, называются раками богомолами.

Грудные ножки раков-богомолов выполняют различные функции: последние три пары ножек (считая с головы ракообразного) - служат для передвижения ротоногого; со второй пары по пятую - для захвата жертвы, а первая пара - чувствительные ножки. С первой по пятую пары прямо на ножках есть жабры.

Последний членик хватательных ног рака-богомола зубчатой формы и острый, как лезвие. Он вкладывается в предпоследний членик - для этого на нём имеется специальная бороздка. Самые крупные хватательные ножки первой пары - именно ими рак-богомол хватает добычу; другие хватательные ножки служат для удерживания жертвы.

Хватательные ноги ротоногих схожи со строением лапок богомолов-насекомых, поэтому раков-богомолов назвали именно так.

Во всё животном мире нет существ, имеющих более сложные глаза, чем раки-богомолы. Глаза ротоногих способны различить 12 основных цветов и разнообразные направления колебания световой волны (световую поляризацию). К слову сказать - человеческий глаз различает в 4 раза меньше основных цветов.

Относительно плоскости поляризации света у рака-богомола могут вращаться клетки глаза, которые являются светочувствительными, при этом ими воспринимается почти весь видимы спектр света.

Раки-богомолы распространены от острова Тайвань вплоть до залива Пётр Великий в Японском море - западная часть Тихого океана. Они живут на небольших глубинах от 4 до 37 метров. Раки-богомолы роют норки и спокойно живут в своих убежищах большую часть времени.

Они - хищники, причём сила удара клешнями этих ракообразных равна силе пули 22 калибра. Вес средних экземпляров доходит до 200 грамм, при длине тельца до 20 сантиметров.

Многие из вас наверняка знакомы с обыкновенным богомолом. Свое название он получил благодаря сходству с молящимся монахом. Понятно, что внешность тут не причем. Виной всему та поза, в которой постоянно находится насекомое. Именно она и явилась причиной такого названия. У китайцев отношение к богомолу неоднозначное. Они ассоциируют его с чрезвычайным упрямством, жадностью и хитростью. Совершенно по-иному относятся к нему греки. У них богомол является предвестником окончания зимы и наступления весны.

Все это относится к насекомому, которое распространено практически повсеместно. Но мало кто знает, что у него есть « родственник», являющийся обитателем морских глубин. Это гигантский рак-богомол. Свое название он получил благодаря невероятному сходству с обычным богомолом. Находясь на морском дне, он прижимает передние конечности груди, принимая позу молящегося монаха, и становится очень похожим на нашего сухопутного героя.

Этот морской обитатель входит в класс ротоногих. Если внимательно к нему приглядеться, то можно заметить определенное сходство с креветкой. На самом же деле, это совершенно разные существа. Взрослый рак вырастает в длину до 20 сантиметров, и может весить около 200 граммов. Выглядит он очень красочно, благодаря оригинальному окрасу, в котором присутствуют все цвета радуги, от розового, до зеленого и синего. Тело рака имеет продолговатую форму, и состоит из нескольких частей — тагмамов. На голове имеется пара маленьких выпуклых глаз, и двое тоненьких усиков. Зрение у рака отличное. Видеть он может как в ультрафиолетовом, так и инфракрасном свете.

Обитает это морское существо в теплых тропических морях. Селится в прибрежной зоне, на глубинах от двух, до семидесяти метров. Встречается, также, на Дальнем Востоке.

Рак-богомол ведет одиночный образ жизни. Большую часть времени он проводит в укрытии, которое строит сам. Иногда использует естественные щели, которые образуются в подводных скалах. Вырытая раком нора может быть глубиной до одного метра. По морскому дну он передвигается чрезвычайно медленно и неуклюже. Плавает же очень быстро.

На первый взгляд это существо кажется совершенно безобидным. Но это обманчивое мнение. Рак очень агрессивен, и часто вступает в драку с иными морскими обитателями. Кроме того, он хищник, и превосходный охотник. В питании не особенно разборчив. Любит рыбу, креветок, каракатиц, морских червей, ракообразных моллюсков. Иногда нападает на своих родственников — ракообразных. При этом он активно использует свои клешни, которыми наносит жертве сокрушительные удары.

Чтобы получить потомство, самка рака-богомола делает две кладки яиц. Над одной берет шефство самец, а над другой самка. Иногда об обеих кладках заботится самка, а самец добывает пищу.
Рак очень чувствителен к состоянию окружающей среды. Он реагирует на малейшее загрязнение воды. Если содержание вредных веществ в ней превысит норму, он тут же покинет это место и отправится на поиски более чистых территорий.

Продолжаем раздел «Тотальная кошка » статьёй «Рак-богомол — супер описание! » Где предлагаем вам в увлекательной форме познакомиться с этим забавным, удивительным и загадочным созданием.

Рак-богомол — супер описание! По-настоящему , увлекательно и познавательно. Вот бы в школе так преподавали…

Итак, приступим. Наши глаза содержат миллионы чувствительных к свету клеток. Они называются «палочки» и «колбочки» (по внешней форме). Палочки позволяют видеть свет и движение, колбочки — цвета.

Собаки имеют 2 типа колбочек, которые позволяют видеть синий, зелёный и немного жёлтого цвета.

Люди имеют 3 типа колбочек, что позволяет воспринять синий, зелёный и красный цвета. А также дополнительный бонус от «красной» колбочки — дополниетльные, смешанные цвета и оттенки.

Бабочки (да и пчёлы) имеют 5 типов колбочек, которые воспринимают синий, зелёный, красный цвета, а также два других, неизвестных людям цвета (где-то из области ультрафиолетового спектра). Следовательно, комбинации палочек-колбочек дают тысячи оттенков и смешанных цветов, которые человек не сможет воспринять даже под кайфом.

Но есть на Земле создания, которые переплюнули даже бабочек с пчёлами. Это тема нашего рассказа, раки-богомолы. Они живут в тропических морях, на небольшой глубине. Вырастают до 15-30 см в длину. Как вы думаете, сколько колбочек имеет рак-богомол?

И даже не 5.

А целых ШЕСТНАДЦАТЬ типов колбочек, которые рассчитаны на 16 типов цветов .

С нашими тремя колбочками мы видим семицветную радугу. Та же радуга, увиденная раком-богомолом, превращается в термоядерный взрыв цвета и красоты.

Быть может, именно поэтому раки-богомолы выглядят так ярко, красочно и очаровательно даже для нас:

Можно подумать, что это чудно выглядящее создание с таким совершенным зрением — какой-нибудь подводный Спаситель, который занимается исключительно миротворческой деятельностью, а питается акридами и диким мёдом.

Однако, это не так. Раки-богомолы — одни из самых совершенных и необычных хищников на Земле.

Рак-богомол имеет на вооружении пару передних конечностей (ногочелюсти). Он может выбрасывать их вперёд со скоростью, превышающей скорость пули. Менее чем за 3 тысячных секунды рак способен нанести жертве удар силой свыше 1500 ньютонов. Для примера: если бы человек мог двигать рукой с 1/10 такой скорости, то он мог бы забросить бильярдный шар на земную орбиту.

Поскольку дело происходит в воде, то вследствие движений ногочелюстей происходит мгновенное ЗАКИПАНИЕ воды с образованием тысяч мельчайших пузырьков. Это называется кавитацией. Порождённая взмахом ногочелюстей, подводная ударная волна часто убивает жертву даже в том случае, если рак промахнулся.

Благодаря эффекту кавитации, рак-богомол может потрошить свою жертву до того состояния измельчённости, которое ему по нраву.

Естественно, такие нагрузки не могли не повлиять на ногочелюсти. Так что теперь их изучают учёные с целью создания прочнейшей брони.

Кстати, совершенствуя оружие нападения, раки-богомолы забыли про защиту. И оказались беззащитны перед своим же оружием. Так что нередко можно видеть, как одни раки убивают других раков в борьбе за территорию, еду или самок. Хотя, надо отдать им должное, часто они стараются договориться и просто пугают друг друга.

Поэтому не стоит держать раков-богомолов в аквариуме — очень быстро они прикончат всех других его обитателей и останутся в одиночестве.

После чего они с удивлением и радостью обнаружат, то для их ног стекло аквариума — не помеха.

Кстати, стоит учесть: встреча в открытом море не очень сильного человека с здоровым раком-богомолом может оказаться для человека плачевной …

Рак-богомол — удивительное животное.

Рак богомол – один из самых интересных ракообразных, найденных в океане. Ученые изучают их силу, молекулярную структуру и зрение, потому что они супер-креветки!

Прочность

Креветка богомол всего около четырех дюймов, но одна из самых сильных животных в мире. Используют клешни, которые больше похожи на локти, чем кулаки, чтобы нанести удар по своей добыче – как выстрел из пистолета пули 22 калибра. Эта невероятная сила важна для охоты на еду – легко ломать раковины добычи: крабов, моллюсков.

Ученые держат его в твердых пластиковых резервуарах, потому что их удар может сломать стеклянный аквариум.

Лапы креветок подпружинены – подобно арбалету – когда их выпускают, разгоняются со скоростью более 50 миль в час с силой более 330 фунтов. 2500 раз больше их веса. Могут сломать сталь.

Для того, чтобы сильно ударить, раки богомолы имеют специальную амортизирующую сердцевину, имеющую молекулярную структуру, отличную от любого другого животного, которого знаем. Эта структура называется структурой булиганда. Структура булиганда препятствует полному разрыву мелких трещин. Позволяет много раз ударять, но никогда не ломаться.

Исследователи иммитируют булигандскую структуру рака богомола, чтобы проектировать тонкие, легкие материалы, достаточно сильные, чтобы остановить взрывчатые вещества, создать более прочные детали автомобилей.

Скорость

Они не просто сильны, но и быстры! Имеют самый быстрый удар среди животных океана – 800 микросекунд. Например, пока вы моргаете глазом, рак богомол ударит 500 раз.

Если сможете бросить мяч так же быстро, как удар креветки богомола, вы запустите его в космос!

Удар ученые называют кавитацией – сверхнагретый пузырь, который приводит к небольшой вспышке света. Жертва рака богомола не имеет шансов!

Их твердый корпус ярко раскрашен, оттенками ярко-красного, зеленого, оранжевого, синего цвета, а предплечья покрыты пятнами. Эти ракообразные имеют самые сложные глаза в животном мире, содержащие миллионы светочувствительных клеток.

С 16 цветовосприимчивыми конусами (по сравнению с людьми, у которых всего три). Они могут перемещать каждый глаз независимо.

Рак богомол способен видеть в десять раз больше цвета, чем люди, включая ультрафиолетовое излучение.