Дослідження розкриває таємниці вусів на хоботі слона

За словами Вілла Дана, 13 лютого (Reuters) – Хобот слона є важливим органом, який відповідає за більшість аспектів життя тварини, включаючи взаємодію з навколишнім середовищем, іншими слонами, а також для харчування та пиття. Однак ключовими для його функціональності є близько 1000 вусиків, які покривають хобот. Вони спеціалізовані для надання тактильного зворотного зв'язку.

Нові дослідження надають найкраще на сьогодні розуміння властивостей цих вусиків, які надають найбільшим сухопутним тваринам у світі відчуття дотику, що компенсує їх товсту шкіру та порівняно поганий зір. Виявлено, що вусики слонів мають відмінності від інших ссавців, таких як миші та пацюки, від внутрішніх порожнин до різної жорсткості вздовж стрижня.

"Вони постійно відчувають навколишнє середовище своїми хоботами, шукаючи їжу та обмінюючись соціальними дотиками", – сказав Ендрю Шульц, постдокторський дослідник з біомеханіки Інституту розумних систем Макса Планка в Німеччині, який є головним автором дослідження, опублікованого цього тижня в журналі Science. "Кожен вусик на хоботі діє як тактильний сенсорний орган, що розширює чутливість до дотику".

Хобот слона – це злиття витягнутого носа та верхньої губи, густо насичене тактильними нервами. Його кінчик настільки чутливий, що здатний відчувати, піднімати та маніпулювати об'єктами, розміри яких лише кілька міліметрів, наприклад, зібрати чіпси без їхнього пошкодження або очистити банан.

Коли вусик торкається об'єкта, наприклад, гілки дерева, це викликає його згинання та вібрацію, яка передається на клітини, що сприймають дотики, механорецептори, що знаходяться біля основи вусика.

Вусики слона не відновлюються після пошкодження або втрати, тому важливо, щоб вони могли витримувати фізичне навантаження під час того, як тварина знаходить і споживає до 440 фунтів (200 кг) їжі на день. Для дослідження було використано технологію сканування для визначення зовнішньої форми та внутрішньої структури вусиків азійських слонів.

Вусики мають овальну форму в перерізі, схожу на травинку, з порожніми камерами, що називаються тубулами, всередині біля основи, схожими на ті, що містяться в рогах баранців з великими рогами.

Попередні дослідження показали, що вусики пацюків і мишей мають круглу форму в перерізі, є майже повністю твердими і мають однакову жорсткість по всій довжині.

"На відміну від цього, вусики на хоботі слона мають сплощену форму, тому вони легко згинаються в напрямку, в якому хобот розтягується. Важливою є їхня здатність до відновлення, оскільки вусики слона ніколи не відростають назад. Наявність внутрішніх порожніх тубул також допомагає їм витримувати удари, як у тваринних рогах і копитах, і при цьому робить їх легкими", – зазначила дослідниця з Інституту розумних систем Макса Планка Кетрін Кухенбекер.

Дослідники використовували техніку, відому як наноіндентація, для того, щоб прикласти маленьку діамантову точку до зовнішньої стінки вусика на основі та кінці, щоб визначити його жорсткість. Виявилось, що основа вусика має подібну жорсткість до твердого пластику, тоді як кінчик є набагато м'якшим – в 40 разів, схожим на м'який гумовий матеріал. Цю зміну матеріалу на різних ділянках вусика вчені називають функціональним градієнтом.

"Оскільки матеріал вусика змінюється в різних частинах, відчуття контакту також змінюється залежно від того, в яку частину вусика торкається інший об'єкт. Ми вважаємо, що цей функціональний градієнт жорсткості матеріалу підвищує здатність слона відчувати, де саме об'єкти торкаються кожного його вусика, що дозволяє йому бути дуже спритним зі своїм хоботом", – сказала Кухенбекер.

Слони демонструють вражаючі риси, крім їхньої спритності, такі як складні соціальні структури, комунікація, а також гострі когнітивні здібності, зокрема чудова пам'ять.

"Їхній сенсорний світ, орієнтований на нюх, слух та дотик, без сумніву відрізняється від того, як ми, примати, сприймаємо навколишнє середовище, але все одно є захоплюючим об'єктом для дослідження", – зазначила співавтор дослідження, нейробіолог Лена Кауфман з Університету Гумбольдта в Німеччині.

Можливо, нові результати досліджень матимуть практичне застосування, надихнувши на створення роботів, які матимуть кращі тактильні здібності.

"У майбутньому роботи можуть використовувати вусики, подібні до слоних, щоб краще орієнтуватися у фізичному світі та маніпулювати делікатними об'єктами", – сказала Кухенбекер.

Підписуйтесь на наш Телеграм канал

Підписуйтесь на наш канал і будьте в курсі всіх останніх подій України та Світу

Відкрити канал