Hautfalten zeugen Elefantenrüssel ausziehbar



Asymmetrische Dehnung

Hautfalten zeugen Elefantenrüssel ausziehbar

Solange bis zu eineinhalb Meter weit und 130 Kilogramm schwergewichtig: Ein Elefantenrüssel ist was auch immer andere wie ein filigranes Werkzeug. Wiewohl können die Tiere ihn vielfältig und sehr präzise einsetzen. Forschende finden hervor, wie genau die runzlige Pelle des Rüssels nun hilft.

Es sind nicht nur die Muskeln, die einem Elefantenrüssel seine erstaunliche Mobilität verleihen, gleichfalls die gefaltete Rüsselhaut spielt nun eine wichtige Rolle. Dies ist dasjenige Ergebnis einer US-amerikanischen Studie, hoch die im Fachmagazin „PNAS“ berichtet wird. Erst die Zusammenstellung aus Muskeln und Pelle erlaube den Dickhäutern, sowohl filigranes Grünes zu greifen wie gleichfalls schwere Baumstämme aus dem Weg zu räumen. Die Forscher wünschen, durch ihre Erkenntnisse die Robotertechnik zu verbessern, die heute in dieser Regel entweder uff große Stärkemehl oder uff universelle Verwendbarkeit ausgelegt sei.

Jener Rüssel ist nicht nur eines dieser auffälligsten Merkmale von Elefanten, sondern gleichfalls ein ausgefeiltes Multifunktionswerkzeug, mit dem die Tiere schnuppern, essen, trinken und kommunizieren. Zudem kommt dasjenige solange bis zu eineinhalb Meter lange Zeit und solange bis zu 130 Kilogramm schwere Organ im Kampf und im Zusammenhang dieser Reproduktion zum Hinterlegung. Rund 40.000 schräg und längs laufend verlaufende Muskeln verleihen dem Rüssel taktgesteuert Stärkemehl sowie eine vielfältige Mobilität, obwohl ihm Knochen und damit gleichfalls Gelenke fehlen.

Erst im vergangenen Jahr berichteten Wissenschaftler des Georgia Institute of Technology darüber hinaus, dass Elefanten die Saugfunktion des Rüssels präzise steuern können. Dies gleiche Team hat nun die Pelle von Elefantenrüsseln genauer unter die Lupe genommen: Zum Besten von ihre neue Studie filmten die Forscher, wie zwei Afrikanische Elefanten (Loxodonta africana) im Zoo von Atlanta nachher Kleiewürfeln und Äpfeln griffen.

Unterschiedliche Faltenmuster

„Wenn Menschen ihre Zunge – ein muskulöses, knochenloses Gewebe, das ähnlich aufgebaut ist wie ein Elefantenrüssel – herausstrecken, dehnt sie sich gleichmäßig“, erläutert Hauptautor Andrew Schulz in einer Mitteilung. Dies Team habe erwartet, dass sich Elefantenrüssel vergleichbar verhielten: „Aber als wir uns die Aufnahmen unserer Hochgeschwindigkeitskamera ansahen und die Bewegungen der Rüssel aufzeichneten, waren wir überrascht.“ Denn tatsächlich dehnte sich die Pelle uff deren Oberseite und hier insbesondere nahe dieser Rüsselspitze divergent wie uff dieser Unterseite.

Um selbige unterschiedliche Elastizität besser zu verstehen, dehnte Schulz dasjenige Stoff eines sezierten Elefanten und stellte nun verkrampft, dass die faltige Pelle uff dieser Oberseite des Rüssels 15 v. H. flexibler ist wie die dieser faltigen Unterseite. Die asymmetrische Dehnung sei wahrscheinlich zum Teil uff Unterschiede in den Faltenmustern dieser Pelle zurückzuführen, womit sich die Schiefe zeige, wenn dieser Rüssel um mehr wie zehn v. H. gestreckt werde. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die Steifigkeit dieser Elefantenhaut gleichfalls den Streckmechanismus des Rüssels beeinflusse.

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„Flexible Hautfalten sind die Innovation des Elefanten“, kommentiert Mitautor David Hu. Sie würden es den Tieren vereinfachen, nachher unten zu greifen, wie es beim Videografieren von Nahrung oder Gegenständen am häufigsten geschehe. Die Studie ergab außerdem, dass Elefanten ihren Rüssel teleskopartig erweitern – verwandt wie dieser Schaft eines Regenschirms ausgezogen wird. Unter weiblichen und männlichen Tieren könne sich dieser Rüssel um 20, beziehungsweise 13 v. H. verlängern.

Vorbild z. Hd. Robotik?

Den Bewegungsablauf im Zusammenhang den Dickhäutern charakterisieren die Wissenschaftler wie folgt: Zuerst strecke ein Elefant den Radius aus, dieser die Rüsselspitze umfasse, dann den angrenzenden Phase und so weiter, womit er sich graduell zu seinem Leib zurückarbeite. Laut Schulz ist selbige fortschreitende politische Bewegung Richtung Rüsselbasis beabsichtigt: „Elefanten sind wie Menschen: Sie sind faul.“ Jener Phase am Finale des Rüssels bestehe aus einem Liter Muskelmasse, während dieser dem Maul nächste Radius elf solange bis 15 Liter Muskeln umfasse. Im Gegenzug kostet die politische Bewegung dieser Rüsselspitze weniger Leistung.

„Ein Elefant streckt zuerst das Ende seines Rüssels, dann den angrenzenden Abschnitt, weil er sich leichter bewegen lässt“, erklärt Schulz. „Wenn ein Elefant sich nicht sehr stark anstrengen muss, um etwas zu erreichen, wird er es auch nicht tun.“ Jener Hauptautor glaubt, dass ein besseres Verständnis dieser Tiere zu besseren Schutzmaßnahmen münden könnte, sieht wie Maschinenbauingenieur hinwieder gleichfalls Anwendungsmöglichkeiten dieser Studienergebnisse in dieser Robotik.

Konkret verweist Schulz uff die Soft-Robotik, danach Roboter aus nachgiebigen Materialien, deren Konzeption biologisch inspiriert ist. Würden selbige mit einer hautähnlichen Struktur umschlossen, könnte dasjenige den Maschinen Schutzmechanismus und Festigkeit verleihen, während sie weiterhin flexibel blieben. Schulz fasst zusammen: „Letztes Jahr haben wir gelernt, dass ein Rüssel ein vielseitiger, muskulöser Hydrostat ist. Jetzt wissen wir, dass die ein weiteres Werkzeug ist, das ihm zur Verfügung steht.“



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