10 Överraskande högteknologiska aspekter av naturen

Av en eller annan anledning finns det en allmänt hållen övertygelse om att Mother Nature gav mänskligheten alla hjärnor och gav brawnen till resten av grejerna på denna planet (förutom att du vet ekorrar). Det visar sig dock att vi kanske inte är så smarta som vi tror att vi är. Om det här är något att gå för, visar det sig att vår snygga högteknologiska gadgetry var uppfunnad av naturen waaaay före oss.

10 orientaliska hornets genererar solkraft

För forskare var den orientaliska hornetten ett mysterium. Till skillnad från andra arter av veps och hornet är de mest aktiva när solen är på sitt hetaste, ett fenomen som går emot den populära resonemanget att för att spara energi och upprätthålla en hälsosam kroppstemperatur är djuren mest energiska när solen är lägst.

Det var bara genom att analysera hornets biologi som forskare från Tel Aviv University upptäckte varför. De bruna randarna på hornet är spår som fäller ljus och bryter den in i två distinkta strålar som sedan passerar genom en serie av pinholefördjupningar i de gula ränderna och blandar med det naturligt förekommande pigmentet xanthopterin för att skapa el. Effektivt kan hornet omvandla solstrålning till el, som den sedan använder för aktiviteter, inklusive burrowing. Ännu bättre använder hornet en del av denna elektricitet för att driva ett komplicerat system av värmepumpar inuti sin kropp som fungerar som en inbyggd luftkonditioneringsenhet och gör det möjligt att stanna längre ute i solen utan överhettning.

9 Parasitiska trävattor har markdriven radar

Som namnet (korrekt) föreslår, är den parasitiska träveten en skrämmande varelse. Du ser, dessa killar gillar att lägga sina ägg inuti trägrubs (därmed "parasiten" delen av deras namn). Men dessa grubs finns vanligtvis inom träd, grenar och andra trä saker. Så, för att hitta grubsna, har vepsarna utvecklat en variant av markträngande radar.

Med hjälp av sin antenn knackar de barken upprepade gånger, vilken skickar en puls i träet. När denna puls träffar någonting (t ex en grub), springer signalen tillbaka och mottas av de superkänsliga mottagarna i varpens fötter och skapar därmed en underjordisk karta över träet. Faktum är att denna radar är så känslig att den kan hämta signal från en grub som inte ens rör sig. När de har placerat sig på toppen av gruben, går de in i träet med hjälp av sin inbyggda (och mycket flexibla) fram och återgående borr och impregnerar grub med larverna, som sedan fortsätter att äta grub från insidan ut. Se den sanna cirkeln av livet, människor.

8 En liten insekt har miniatyrväxlar i benen

Medan man tar en rutinmässig fotograferingsstudie av djurs rörelse vid Cambridge University, noterade forskarna något konstigt om lokprocesserna hos medlemmarna i Issus släktforskning: De verkade ha kugghjul på sina ben. Vid närmare inspektion upptäcktes att detta var fallet och markerade den första kända förekomsten av mekaniska redskap som användes av djur.

Används för att synkronisera rörelserna hos varelsernas ben, tillåter dessa växlar Issus att hoppa med nypunktsäkerhet vid den extraordinära hastigheten på 13 kilometer per timme på under två sekunder. Även om det kanske inte ser ut som mycket för oss, när du anser det Issus växer vanligtvis till 2,5 millimeter (0,1 tum), det är en accelerationsnivå (i förhållande till deras storlek) som vi människor inte är helt oförmögna till. Det finns dock en nackdel: Dessa växlar är bara närvarande i nymf insekter, eftersom de går förlorade under omvandlingen till en vuxen.

7 Mycorrhizal Fungi Mimic Anti-Virus Software (för växter)

Inom en grupp av växter är det inte ovanligt att deras rötter kopplas samman via ett nätverk av underjordiska mykorrhizala svampar (det fina namnet på gemensamma svampar). Detta förhållande finns av två anledningar: För det första tillåter växten det eftersom svamparna ger dem extra näringsämnen från jorden som de annars inte skulle kunna uppnå. För det andra tillåter svampen det eftersom växten ger den kol, ett nödvändigt element för livet.

Det har dock nyligen visat sig att det finns en mindre känd tredje orsak. När en växt på detta nätverk attackeras av sjukdom eller bladlus, släpper det ut en speciell kemikalie som varnar svamparna för detta. Svamparna överför sedan denna kunskap till de andra växterna i nätverket, så att de kan höja sina försvar så att om eller när attacken kommer, är de redo att slå tillbaka.

6 Harvester Myror har som Internetprotokoll

Innan vi beskriver hur det fungerar kan du behöva en kort läxa i hur Internet mäter och styr trafik. Internettrafik hanteras av ett protokoll som kallas TCP (Transmission Control Protocol); Dess främsta uppgift är att förhindra överbelastning av Internettrafik, något som görs genom att övervaka den hastighet vid vilken speciella signaler som kallas "acks" (kort för "bekräftelser") tas emot. Ju snabbare dessa signaler kommer tillbaka, desto mer bandbredd är tillgängligt på nätverket, och TCP ökar därför hastigheten vid vilken data skickas. Om "acks" returneras långsamt, reducerar TCP emellertid hastigheten vid vilken data skickas eftersom mindre bandbredd är tillgängligt.

Forskare har upptäckt att när jordbearbetning arbetar, arbetar skördarmyror på exakt samma sätt (minus datorerna, självklart). Myrkolonien övervakar den hastighet vid vilken föräldrar återvänder till boet. Om myrorna snabbt återvänder med mat, indikerar det ett överflöd av grejerna och så skickas mer myror till foder. Men om myrorna återvänder sakta, vet kolonin att det betyder att matleveranser är begränsade, och så mindre myror skickas ut.

5 Slime Mould kan hjälpa till att planera kollektivtrafik

För att säkerställa att deras kollektivtrafiknätverk var så effektivt som möjligt kunde forskare vid Hokkaido University till en osannolik källa till hjälp. Inuti en stor plasträtt satte de en stor klump av mögelform i mitten för att symbolisera Tokyo, liksom flera dussin havreflingor runt den för att symbolisera de städer och städer som omringade Tokyo. Med tiden upplevde forskarna att mögelvägarna som växte från "Tokyo" ansluter sig till städerna på sätt som är nästan identiska med det nuvarande järnvägsnätet.

Det var inte heller slumpmässigt. Slimformen växte på detta sätt eftersom det hade upptäckt att detta nätverk var det mest effektiva sättet att länka flingorna ihop. Det är bara det, alla kredit till japanerna, landet hade redan det mest effektiva transportnätet, så mycket att formen inte kunde förbättra den. Efter det att slimmformen placerats i skålen sände det ursprungligen hundratals spår som ett sätt att utforska omgivningen. När dessa spår placerade havreflakan började slimformen "döda" de spår som inte var kopplade till dem och stärkte de spår som hade.

4 Sniglar och löv Använd mobilenergi för att designa deras mönster

Cellautomat är en matematisk modell som används av datorer för att designa mönster eller grafik. Föreställ dig att du har ett rutnät bestående av dussintals celler: Genom att definiera och tillämpa principerna för cellautomater till dessa celler, kommer de under en bestämd tidsperiod att utvecklas (i det här fallet byta färg) i enlighet med cellernas tillstånd omger det.

Ett exempel på dess användning i naturen kommer via snäckskal, som de i Conus och Cymbiola släkte. Deras skal är dekorerade med komplexa mönster som härledas genom cellulär automation; över tiden utvecklas mönstren på skalen ständigt, eftersom varje cell i skalet släpper ut pigment som ändrar dess mönster enligt uppträdandet hos den närliggande cellen. På samma sätt använder växter cellautomater för att reglera stomaens rörelser på sina löv, vilka liknar inloppsventiler för gaser som är avgörande för plantans överlevnad.

3 Melanophila-betor har inbyggda infraröda sensorer

I augusti 1925 bröt en stor eld ut och förstörde en oljeförvaring i Coalinga, Kalifornien. Bland ruinerna hittade utredarna hundratals melanofilabaggar (även kända som "träbaggar"), ett konstigt faktum med tanke på att denna art inte var bosatt i regionen. Senare studier av detta fenomen slutsatsen att bägarna hade flockat till platsen från foten av Sierra Nevada, över 130 kilometer bort och platsen för flera stora skogar brinner år tidigare.

Denna händelse är testament till de fantastiska infraröda sensorerna att denna skalbagge är naturligt välsignad med. Skalet av skalbaggen är prickat med hundratals och tusentals små vattenfyllda sfärer ca 0,02 mm i diameter. När infraröd strålning är närvarande i luften, expanderar vattnet i dessa sfärer och den resulterande tryckförändringen detekteras av skalbaggen, som sedan rör sig för att nå elden. Men varför är de utrustade med sådan teknik, kanske du frågar? Enkelt: eftersom arten lägger sina larver i nybrända träd.

2 Jordbebyggda insekter Använd trådlösa signaler för att kommunicera

I djurariket kan konkurrens om mat vara högt så mycket att vissa arter av jordbebyggda insekter har utvecklat ett system för trådlös kommunikation ("wi-fly"?) Som gör det möjligt att upptäcka ovanstående insekter vilka växter som har varit med -opted.

Vid upptagning av en växt förändrar jordborarna den kemiska sammansättningen av plantens löv, vilket i sin tur medför att det släpper ut signaler i luften vilket indikerar att det har blivit knäppt upp. Således uppmärksammas ovanstående insekter omedelbart om de är inkräkta. Förutom att bevara en livsmedelskälla gör jordbebyggda insekter också de ovanstående jordarna en fördel: Det har visat sig att vissa arter av ovanstående insekter utvecklas i en långsammare takt om de delar en växt med en jord- dweller. Detta system hjälper också parasitiska tjurar som den vi nämnde tidigare. Denna art gillar att lägga sina ägg inuti markinsekterna, så signalerna som jordens insekter sänder också indikerar områden där det inte finns några lämpliga värdar, varför vetorna vet att jaga i områden där denna signal inte är närvarande.

1 bakterier använder sociala nätverk för att överleva

Medan flytande runt i en organism, celler av M. xanthus bakterier förbinder sig med varandra genom att använda kedjeliknande membran för att bilda ett fysiskt socialt nätverk.

Tillsammans med att använda det för att undvika och döda bakteriella fiender som E coli, bakterierna använder också nyckfullt detta nätverk - som består av sfäriska organeller som kallas västar - för att fälla "byte" som proteinmolekyler. Ännu mer förbluffande, medan andra bakterier kommunicerar med varandra på ett sådant sätt, det nätverk som används av M. xanthus är speciellt för att den endast är öppen för andra M. xanthus (till skillnad från de nätverk som används av andra bakterier som är öppna för alla typer). Så, liksom Facebook, har det här nätverket också sekretessinställningar. Nu behöver vi bara blybakterierna för att sälja data om de andra till reklamföretag mot deras samtycke och denna metafor skulle bli fullt genomförd.