Kameleontens ballistiska tunga, unraveled
den blåsande snabba flickan av en kameleons tunga kan accelerera till 100 kilometer i timmen på en hundradels sekund och förlänga två och en halv gånger sin kroppslängd för att plocka en insekt ur luften.
nu har matematiker från University of Oxford i Storbritannien och Tufts University i USA matematiskt modellerat tungans energilagring och frisättning.
den biofysiska modellen, publicerad i Proceedings of the Royal Society A, involverar tre distinkta delsystem till den “ballistiska projektionen”: muskelmekanik, förlängningsdynamik och teleskopmekanismen.
en kameleont tungans avfyrningsmekanism består av spolar av acceleratormuskler som startar den och retraktormusklerna. I vila lindas dessa muskeluppsättningar runt en munbenliknande struktur som kallas entoglossalprocessen.
när kameleonen förbereder sig för att slå, kontraherar acceleratormusklerna och spränger sedan av sin entoglossala processlanseringsplatta.
när acceleratormuskeln dras samman pressar den rörformiga segment inuti den som kallas intralinguala ark. De skjuts till slutet av tungan – vad forskarna kallade den “laddade positionen” – och flick ut teleskopiskt, inte till skillnad från, de skriver, “den populära laser saber leksaken från Star Wars franchisen”.
Intralinguala mantlar är gjorda av kollagen så är mycket stretchiga, men har också den extra fördelen att lagra elastisk energi. När de skjuter omvandlas den elastiska energin till rörelse, vilket driver den klibbiga tungspetsen längre och snabbare.
när tungan är helt utsträckt rullar upprullningsmusklerna in den igen, tillsammans med det olyckliga bytet.
genom att införliva dessa delsystem i en matematisk modell kunde forskarna tweak olika parametrar, såsom radierna av intralinguala ark, och se vad som hände med tungan.
till exempel fann de att den inre mantelradien måste vara mindre än 1,4 millimeter – något bredare och det skulle kopplas bort från sin beniga startplatta.
titta på en kameleont i aktion:
redigera: den här artikeln hävdade ursprungligen att kameleontungan kunde nå hastigheter på 26 kilometer per sekund. Detta är felaktigt och har ändrats.
