10 Overraskende høyteknologiske aspekter av naturen

Av en eller annen grunn er det en vanlig tro på at Mother Nature ga menneskeheten hjernen og ga brawnen til resten av ting på denne planeten (bortsett fra, du vet egner). Det viser seg imidlertid at vi kanskje ikke er så smarte som vi tror vi er. Hvis dette er noe å gå forbi, viser det seg at vår fancy høyteknologiske gadgetry ble oppfunnet av naturen waaaay før oss.

10 orientalske hornetter genererer solenergi

Til forskere var det orientalske hornet et mysterium. I motsetning til andre arter av hvepe og hornet, er de mest aktive når solen er på sitt heteste, et fenomen som går imot den populære resonnementet at for å spare energi og opprettholde en sunn kroppstemperatur er dyrene mest energiske når solen er lavest.

Det var bare gjennom å analysere hornets biologi at forskere fra Tel Aviv University oppdaget hvorfor. De brune stripene på hornet er spor som feller lys og bryter den inn i to karakteristiske bjelker som deretter passerer gjennom en serie av pinhole-trykk i de gule stripene og blandes med det naturlig forekommende pigmentet xanthopterin for å skape strøm. Effektivt er hornet i stand til å konvertere solstråling til elektrisitet, som den da bruker til aktiviteter som graving. Enda bedre bruker hornet noe av denne strømmen til å betjene et komplisert system av varmepumper inni kroppen som fungerer som en innebygd klimaanlegg og gjør det mulig å holde seg ute i solen uten lenger overoppheting.

9 Parasittiske trespepper har jord-penetrerende radar

Som navnet (riktig) antyder, er den parasitiske trepiken en skremmende skapning. Du skjønner, disse karene liker å legge eggene sine inne i grubs (dermed "parasitten" -delen av navnet sitt). Disse grusene finnes imidlertid vanligvis i trær, grener og andre treslag. Så, for å finne grubs, har vepsene utviklet en variant av jord-penetrerende radar.

Ved å bruke antennen, tapper de barken gjentatte ganger, som sender en puls inn i treet. Når denne puls treffer noe (for eksempel en grub), springer signalet tilbake og mottas av de superfølsomme mottakere i vepsens føtter, og danner dermed et underjordisk kart over treet. Faktisk er denne radaren så følsom at den kan plukke opp signalet til en grub som ikke engang beveger seg. Når de har plassert seg på toppen av gruben, går de inn i treet ved å bruke sin innebygde (og svært fleksible) gjengjørende bor og impregnere grubet med larver, som deretter fortsetter å spise grub fra innsiden ut. Se den sanne sirkel av livet, mennesker.

8 Et lite insekt har miniatyrutstyr i bena

Mens du tar en rutinemessig høyhastighets fotograferingsstudie av dyrs bevegelse ved Cambridge University, oppdaget forskerne noe rart om lokomotivsprosessene til medlemmer av Issus slektninger: De syntes å ha gears festet til bena sine. Ved nærmere inspeksjon ble det oppdaget at dette var tilfelle, som markerte den første kjente forekomsten av mekaniske gir som ble brukt av dyr.

Brukes til å synkronisere bevegelsene til skapningens bein, tillater disse girene Issus å hoppe med presis nøyaktighet ved den ekstraordinære hastigheten på 13 kilometer per time på under to sekunder. Selv om det kanskje ikke virker så mye for oss, når du vurderer det Issus vokser vanligvis til 2,5 millimeter (0,1 in), det er et akselerasjonsnivå (i forhold til størrelsen) som vi mennesker er helt ute av stand til. Imidlertid er det en ulempe: Disse girene er kun til stede i nymfinsekter, da de går tapt under forvandlingen til en voksen.

7 Mycorrhizal Fungi Mimic Anti-Virus Programvare (For Planter)

Innenfor en gruppe planter er det ikke uvanlig at deres røtter blir koblet sammen via et nettverk av underjordiske mykorrhizale sopp (det fulle navnet på vanlige sopp). Dette forholdet eksisterer av to grunner: Først gir planten det fordi svampene gir dem ekstra næringsstoffer fra jorden som de ellers ikke ville kunne oppnå; For det andre tillater soppene det fordi anlegget gir det karbon, et nødvendig element for livet.

Det er imidlertid nylig blitt avslørt at det er en mindre kjent tredje grunn. Når en plante på dette nettverket blir angrepet av sykdom eller bladlus, frigjør den en spesiell kjemikalie som advarer svampene av dette. Svampene overfører deretter denne kunnskapen til de andre plantene på nettverket, slik at de kan øke sine forsvar, slik at hvis eller når angrepet kommer, er de klare til å kjempe tilbake.

6 Harvester Myrer har som Internett-protokoller

Før vi beskriver hvordan dette virker, trenger du kanskje en kort leksjon i hvordan Internett målretter og styrer trafikken. Internett-trafikk styres av en protokoll som kalles TCP (Transmission Control Protocol); Hovedarbeidet er å hindre overbelastning av Internett-trafikk, noe som gjøres ved å overvåke hastigheten der spesielle signaler kjent som "acks" (kort for "bekreftelser") mottas. Jo raskere disse signalene kommer tilbake, jo mer båndbredde er tilgjengelig på nettverket, og TCP øker dermed hastigheten som data sendes til. Men hvis "acks" returnerer sakte, reduserer TCP hastigheten som data sendes etter da mindre båndbredde er tilgjengelig.

Vitenskapsmenn har oppdaget at når fôring foregår, jobber høsteremner nøyaktig på samme måte (minus datamaskinene, åpenbart). Myrkolonien overvåker hastigheten som foragere går tilbake til reiret. Hvis myrene kommer raskt tilbake med mat, indikerer det en overflod av tingene, og flere myrer sendes ut til fôr. Men hvis myrene kommer sakte tilbake, vet kolonien at dette betyr at matforsyninger er begrenset, og så mindre myrer sendes ut.

5 Slime Mold kan bidra til å planlegge offentlige transportnettverk

For å sikre at deres offentlige transportnettverk var så effektivt som mulig, ble forskere ved Hokkaido University omgjort til en usannsynlig kilde til hjelp. Inne i en stor plastfat satte de en stor klump av slemform i midten for å symbolisere Tokyo, samt flere dusin havreflak rundt den for å symbolisere byene som omgir Tokyo. Over tid oppdaget forskerne at moldsporene som vokste fra "Tokyo", koblet til byene på måter som var nesten identiske med dagens jernbanenettverk.

Dette var heller ikke tilfeldighet. Slimformen vokste på denne måten fordi den hadde oppdaget dette nettverket var det mest effektive middel til å knytte flakene sammen. Det er bare det, all æren til japansk, landet hadde allerede det mest effektive transportnettet, så mye at formen ikke kunne forbedre den. Etter at slemformen ble plassert i parabolen, sendte den ut hundrevis av stier som en måte å utforske omgivelsene på. Når disse stiene befant havregrynene, begynte slimformen å "drepe av" stiene som ikke var koblet til dem og styrket stiene som hadde.

4 snegler og blader Bruk mobilmotor til å designe mønstre

Cellular automaton er en matematisk modell som brukes av datamaskiner til å designe mønstre eller grafikk. Tenk deg at du har et rutenett fylt med dusinvis av celler: Ved å definere og anvende prinsippene for cellulær automat til disse cellene, vil de i løpet av en bestemt tidsperiode utvikle seg (i dette tilfellet endrer farge) i samsvar med tilstanden til cellene rundt det.

Et eksempel på bruken i naturen kommer via skjell, som de i Conus og Cymbiola slekten. Skallene deres er dekorert med komplekse mønstre som er avledet gjennom cellulær automat; Over tid utvikler skjellens mønstre konstant, idet hver celle i skallet gir ut pigment som endrer mønsteret i henhold til oppførelsen av nabo cellen. På samme måte bruker planter mobilmekanismer for å regulere stomiens bevegelser på bladene, som ligner inntaksventiler for gasser som er avgjørende for plantens overlevelse.

3 Melanophila beetles har innebygde infrarøde sensorer

I august 1925 brøt en stor brann ut og ødela en oljeemballasje i Coalinga, California. Blant ruinene fant forskerne hundrevis av melanophilabagler (også kjent som "kullbagler"), et merkelig faktum med tanke på at denne arten ikke var bosatt i regionen. Senere studier av dette fenomenet konkluderte med at billene hadde flokket til området fra foten av Sierra Nevada, over 130 kilometer unna, og stedet for flere store skoger brann år tidligere.

Denne hendelsen er testamente til de fantastiske infrarøde sensorene at denne billen er naturlig velsignet med. Bjelken på boblen er prikket med hundrevis og tusenvis av små vannfylte kuler med en diameter på omtrent 0,02 mm. Når infrarød stråling er tilstede i luften, ekspanderer vannet i disse kulene og den resulterende endringen i trykk detekteres av boblen, som deretter beveger seg for å nå brannen. Men hvorfor er de utstyrt med slik teknologi, kan du spørre? Enkel: fordi arten legger larver i nybrente trær.

2 Jord-boliger Insekter Bruk trådløse signaler til å kommunisere

I dyreriket kan konkurranse om mat være høyt, så mye at noen arter av jordboende insekter har utviklet et system for trådløs kommunikasjon ("wi-fly"?) Som lar overjordiske insekter vite hvilke planter som har vært med -opted.

Ved opptak av en plante, endrer jordbeboerne den kjemiske sammensetningen av plantens blader, noe som i sin tur fører til at det frigjøres signaler i luften som indikerer at det er blitt slått fast. Dermed blir overjordiske insekter varslet omgående hvis de er innblandende. I tillegg til å bevare en matkilde gjør jordbugsinsekter også de ovennevnte en favor: Det har vist seg at noen arter av overjordisk insekt utvikler seg langsommere hvis de deler en plante med jord- veksa. Dette systemet hjelper også parasittiske hveps som det vi nevnte tidligere. Denne arten liker å legge eggene sine i overjordiske insekter, slik at signalene som jordboende insekter overfører også indikerer områder der det ikke finnes noen egnede verter, og derfor vet vepsene å jakte i områder der dette signalet ikke er nåværende.

1 bakterier bruker sosiale nettverk for å overleve

Mens flyter rundt i en organisme, celler av M. xanthus bakterier forbinder seg med hverandre ved hjelp av kjede-lignende membraner for å danne et fysisk sosialt nettverk.

Ved siden av å bruke den til å unngå og drepe bakterielle fiender som E coli, bruker bakteriene også nysgjerrt dette nettverket - som består av sfæriske organeller som kalles vestikler - for å fange "bytte" som proteinmolekyler. Enda mer forbløffende, mens andre bakterier kommuniserer til hverandre på en slik måte, nettverket som brukes av M. xanthus er spesiell fordi den bare er åpen for andre M. xanthus (i motsetning til nettene som brukes av andre bakterier som er åpne for alle typer). Så, som Facebook, har dette nettverket også personverninnstillinger. Nå trenger vi bare ledende bakterier til å selge data om de andre til reklamebyråer mot deres samtykke, og denne metaforen vil bli fullt ut realisert.