Matematiky vysvětlil krevety plavat

Někteří korýši, jako krevety a humry, plavat pomocí rytmických pohybů čtyřmi nebo pěti párů pleopod končetin, podobně jako malé pádel.

Výpočty ukazují, že pohyb krevet a humrů 30% účinnost synchronních tahy, a více než třikrát účinnější pohyby směřuje od hlavy k ocasu.

Každá noha nejprve vodou silou tlačí zpět, a pak se otočil, aby se snížil odpor a pohybuje se do počáteční polohy. Četnost takových pohybů může dosáhnout deseti impulsů za sekundu. V tomto končetin řádku, spíše než současně v daném pořadí. První pár nohou se posune blíže k ocasu, potom zpožděn o čtvrt příštím cyklu, a tak dále. Zvenčí připomíná vlny přicházející z ocasu k hlavě.

Skupina amerických vědců, která se skládá ze čtyř matematiků a jeden biolog, se rozhodl zjistit, proč přírodní výběr korýši vybral takový komplikovaný styl plavání. S pomocí počítačového modelu, který bere v úvahu dynamiku proudění kapalin, Vědci porovnali tři způsoby veslování: synchronní pohyb nohou současně, vlnový pohyb ocasu k hlavě v opačném směru.

"Když jsem poprvé začal přemýšlet obetom způsob navigace, zdálo se mi, že pohyb hlavy k ocasu by kladla větší mechanickou výhodu, ale simulace ukázaly, že tomu tak není"- říká spoluautor Timothy Lewis (Timothy Lewis) z University of California v Davisu.

Výpočty ukazují, že pohyb krevet a humrů 30% účinnost synchronních tahy, a více než třikrát účinnější pohyby směřuje od hlavy k ocasu.

Zjištění, že korýši zvolili nejracionálnější způsob plavání, vědci se rozhodli, aby pečlivě zkoumat nervové obvody, které řídí tento proces.

"každý "pádlo" je řízen párem nervových buněk, které pak inhibují navzájem - vysvětluje biolog Brian Myulloni (Brian Mulloney). - Ovládací prvky jeden neuron tlačit další - vzad. Výsledkem je rytmický puls, jako metronom",

Na druhé straně, přičemž každý pár těchto metronomy některých asymetricky spojen s neurony po "pádlo", Matematická analýza ukázala, že tato asynchronní komunikace je ideální pro vytvoření zpoždění čtvrtinu cyklu nezbytné pro co nejefektivnější veslování.

Tak, s pomocí matematických metod, vědci prokázali, jak přírodní výběr na úrovni nervových obvodů organismy získávají komplexní chování, což umožňuje efektivněji využívat energii.

Více informací o výsledcích práce lze nalézt v článku publikovaném v časopise PNAS.