• Tuesday June 18,2019

Seorang orang dalam melihat bulu itu, keajaiban bioengineering

Anonim

Bulu itu adalah ciptaan biologi yang luar biasa dan kunci kepada kejayaan burung moden. Ia harus ringan dan fleksibel untuk memberikan kawalan burung ke atas pergerakan udara mereka, tetapi sukar dan kuat untuk menahan kuasa-kuasa besar yang dihasilkan oleh penerbangan berkelajuan tinggi. Ia mencapai hal ini melalui struktur dalaman rumit yang baru kita mulai memahami sepenuhnya, dengan bantuan pembantu yang tidak mungkin - kulat.

Pada tahap mikroskopik, bulu diperbuat daripada protein yang dipanggil beta-keratin. Protein yang sama juga membentuk payung dan kuku burung, dan skala dan cangkang reptilia. Rapi (tetapi kurang tegar) relatif, alpha-keratin, membentuk kuku, cakar dan rambut mamalia. Zum keluar, dan kita lihat bahawa bulu mempunyai aci tengah yang disebut rachis dengan dua bilah di kedua belah pihak. Setiap vane terdiri daripada barbs yang cawangan rachis. Malah barbules nipis cawangan dari barbs, dan diadakan bersama oleh cangkuk kecil yang memberikan bulu bentuknya.

Apa yang kurang jelas adalah bagaimana serat keratin dan filamen dianjurkan ke rachis, barbs dan barbules. Untuk mengatasinya, para saintis biasanya akan memotong rachis di bahagian silang dan melihatnya di bawah mikroskop elektron. Tetapi bulu tidak memberikan rahsia mereka begitu mudah. Serat mereka terjebak bersama dengan gam kimia yang membuat mereka hampir tidak boleh dipisahkan. Bayangkan melekatkan pertandingan bersama dan memotongnya. Anda dapat melihat serat yang membentuk perlawanan komponen, tetapi jika mereka terpaku bersama-sama dengan ketat, anda tidak dapat memberitahu di mana satu pertandingan bermula dan yang lain bermula. Jadi ia dengan bulu dan keratin mereka.

Theagarten Lingham-Soliar dari Universiti Kwazulu-Natal menyelesaikan masalah dengan merekrut kulat sebagai pembantu penyelidik. Dia menggunakan empat spesies, yang ingin tumbuh di keratin, untuk mencerna molekul kompleks yang merangkumi filamen individu bersama-sama. Prosesnya sangat perlahan. Walaupun selepas setahun, bulu-bulunya kelihatan dalam bentuk yang cukup baik dan hanya selepas 18 bulan mereka telah rosak cukup untuk dikaji di bawah mikroskop.

Tunggu adalah sepadan. Buat kali pertama, mikroskop mendedahkan bagaimana bulu dianjurkan. Sebagai permulaan, ia mengandungi serat keratin yang paling tebal yang pernah direkodkan, dengan diameter 6 mikrometre yang sepuluh kali lebih besar daripada saingan mereka yang paling ketat. Serat panjang membuat rachis kuat dan sengit, dan masing-masing terdiri lebih kecil 'megafibrils ' dan 'fibril '. Kebanyakan serat keratin diselaraskan di sepanjang batang rachis tetapi ada yang dibalut di sekelilingnya. Gentian kaca ini menghalang rakan-rakan mereka yang jauh dari tenggelam. Tanpa mereka, rachis langsing mungkin bertukar menjadi tong menonjol.

Serat keratin dipenuhi dengan benjolan kecil atau nod yang melekat dari paksi utama pada selang masa yang tetap. Setiap nod dihadkan dengan cangkuk atau cincin, dan serat-serat tetangga yang terhuyung-huyung. Mereka bertindak seperti bata dinding, menghubungkan bersama-sama untuk mengelakkan retakan daripada menyebarkan dan melawan kuasa-kuasa yang akan patah rachis. Mereka juga membantu menambat serat ke dalam gam yang mengikat mereka bersama-sama, seperti rebar besi yang digunakan dalam pembinaan bangunan tinggi.

Tetapi ciri yang paling mengejutkan dari serat adalah bahawa mereka hampir serupa dengan struktur barbules, dan sangat mirip dengan bulu lembu anak ayam. Ini mempunyai implikasi untuk evolusi bulu. Anda mungkin berfikir bahawa ciri utama - rachis - datang dahulu, diikuti oleh struktur yang memisahkannya. Tetapi hakikat bahawa rachis itu sendiri diperbuat daripada serat seperti barbule yang menunjukkan bahawa tulang belakang datang dahulu. Hanya kemudian mereka bersatu untuk membentuk rachis padat.

Rujukan: Proc Roy Soc B doi: 10.1098 / rspb.2009.1980

Lebih banyak pada bulu:

  • Beipaiosaurus diliputi dalam bulu yang paling mudah dikenali
  • Tianyulong - sebuah dinosaur kabur yang menjadikan asal-usul bulu menjadi fuzzier
  • Microraptor - dinosaur yang terbang seperti biplane
  • Bukti bahawa Velociraptor mempunyai bulu
  • Bunyi penggera - burung merpati yang terpenggal menghilangkan pelaut amaran hanya dengan melepaskan




Artikel Yang Menarik

Trojan Bound: NASA Memberi Lucy Spacecraft Light Green

Trojan Bound: NASA Memberi Lucy Spacecraft Light Green

Dari Ryugu ke Bennu, penerokaan asteroid telah menjadi kemarahan di kalangan ahli astronomi akhir-akhir ini. Dan sekarang, kita satu langkah lebih dekat untuk meneroka beberapa asteroid yang paling misterius dalam sistem solar. Pada 30 Oktober, NASA mengumumkan bahawa mereka telah diberi lampu hijau untuk memulakan pembinaan Lucy, sebuah kapal angkasa yang akan menyiasat asteroid trojan Jupiter dan akan dilancarkan pada bulan Oktober tahun 2021

Primer Pria Tinggi Menjauhkan Wafting Seks mereka pada Wanita, Yang Benci

Primer Pria Tinggi Menjauhkan Wafting Seks mereka pada Wanita, Yang Benci

Para penyelidik menyebutnya "bau menggoda." Seorang lemur cincin ekor lelaki menggosok bau tandatangannya ke ekornya yang panjang, berbulu, lalu meluncur ke atas kepalanya ke arah seorang wanita yang berdekatan. Lelaki nampaknya berniat untuk melakukan gerakan ini sebagai gangguan seksual. Tetapi ia sering membuat mereka bertarung-dengan lemurs kedua-dua jantina

Teleskop Terbesar Dunia Akan Menyediakan  "Gambar Bayi " Alam Semesta

Teleskop Terbesar Dunia Akan Menyediakan "Gambar Bayi " Alam Semesta

Gunung berapi Hawaii yang tidak aktif Mauna Kea telah dipilih sebagai tapak teleskop terbesar di dunia, teleskop Thirty Meter yang sangat dijangka. Cermin besarnya akan mempunyai sembilan kali kapasiti pengumpulan cahaya sebagai teleskop terbesar yang beroperasi hari ini, dan akan dapat melihat semula permulaan alam semesta

Adakah bernyanyi bersama dengan lagu-lagu kegemaran anda menjadikan anda pemandu yang lebih teruk?

Adakah bernyanyi bersama dengan lagu-lagu kegemaran anda menjadikan anda pemandu yang lebih teruk?

Anda sedang mempercepatkan lebuh raya, mengimbangi lirik lagu kegemaran anda. Sepertinya cara yang tidak berbahaya untuk menjauh dari batu-tetapi boleh menyanyi bersama-sama dengan lagu kegemaran anda membahayakan lebih daripada telinga penumpang anda? Untuk menguji sama ada penyanyi membuat orang menjadi pemandu yang lebih teruk, saintis ini meletakkan orang ke dalam simulator memandu dan mengukur prestasi mereka semasa memandu, memandu dan mendengar muzik, atau sambil menyanyi bersama

Nyanyian nyawa sebenar ada, dan penyelidik sedang menimba ilmu

Nyanyian nyawa sebenar ada, dan penyelidik sedang menimba ilmu

Vampir berjalan di antara kita. Tetapi orang-orang ini tidak mempunyai mimpi buruk - jauh dari itu sebenarnya. Hanya duduk minum dengan salah seorang dari mereka dan minta diri sendiri. Itulah jika anda dapat mencarinya. Mereka tidak semestinya mencari untuk dijumpai. Saya telah menghabiskan lima tahun menjalankan kajian etnografi tentang para vampir sebenar yang tinggal di New Orleans dan Buffalo

Apakah Rang undang-undang SOPA, dan Kenapakah Ia Menimbulkan Ruckus Itu?

Apakah Rang undang-undang SOPA, dan Kenapakah Ia Menimbulkan Ruckus Itu?

Infographic yang dihasilkan oleh penganjur Hari Penapisan Amerika menggambarkan salah satu hujah terhadap rang undang-undang SOPA. Ia telah menjadi beberapa hari yang sibuk dalam perbincangan ucapan bebas di Amerika Syarikat, dan jika anda adalah pembaca tetap blog berteknologi, kemungkinan anda telah mula mendengar tentang salah satu minggu ini isu-isu: Hentikan Akta Pembajakan Online, atau SOPA