Новая «суперспособность» гекконов

Гекконы (Gekkonidae) известны своей виртуозностью передвижения. Их лапки покрыты множеством микроскопических волосков, сцепляющихся с опорной поверхностью, благодаря чему они могут ходить по вертикальному стеклу, потолку и другим поверхностям, не слишком для этого приспособленным. Для перемещения по воде гекконы используют особую тактику, а недавно международная группа ученых обнаружила еще одну «суперсилу» маленькой ящерицы.

Среди ящериц встречаются виды, способные летать: это, например, летучий дракон (Draco), живущий в Юго-Восточной Азии. Но все же подавляющее большинство представителей этой группы пресмыкающихся летать не могут. Однако геккону удается перепрыгивать с ветки на ветку с такой ловкостью и скоростью, что это кажется полётом. А главное – после таких прыжков он приземляется без повреждений, даже если на полной скорости врезается в ствол дерева! Остальные ящерицы при подобном падении получили бы травмы.

Для детального изучения «полёта» гекконов ученые установили высокоскоростные видеокамеры. С их помощью удалось выяснить, что в прыжке плоскохвостый домовой геккон (Hemidactylus platyurus) достигает скорости 6 м/с, то есть чуть более 21 км/ч. Если автомобиль врежется в дерево на такой скорости – он может помяться. А вот геккону хоть бы хны – встал и пошел дальше.

Оказалось, что эти цепкопалые ящерицы разработали собственную технику для смягчения удара: они выгибают туловище назад на 100°. Во время наклона передние лапки геккона теряют сцепление с поверхностью, и за нее держатся только задние лапы. Хвост при этом с силой вдавливается в ствол дерева – благодаря подобному «прогибу» ящерке удается рассеять энергию от удара и удержаться на поверхности. Дальнейшие наблюдения показали, что гекконы, потерявшие хвост, с подобной задачей не справляются.

Ученые предположили, что хвост действует как пятая нога, помогая ящерице стабилизироваться после жесткого приземления. Гипотеза была проверена в лабораторных условиях. Для этого ученые создали гекконообразного робота с мягким торсом, откуда можно снять хвост и снова надеть его. Робот был запрограммирован на сгибание хвоста и другие рефлексы, которые демонстрирует его прототип.

Измеряя силу, которую передние и задние лапы робота выдержали при ударе, робототехники обнаружили, что чем длиннее хвост, тем меньше сила, отталкивающая задние лапы от поверхности. Чем она меньше, тем легче роботу и, вероятно, животному, удержаться на месте после прыжка. А вот без хвоста сила становится слишком большой, робот теряет сцепление, отскакивает от поверхности и падает.

Раньше считалось, что гекконы используют хвосты только для сохранения сцепления во время быстрого бега по стене. Новые результаты показывают, что функции хвоста этим не ограничиваются, и гекконы успешно применяют его для стабилизации в процессе прыжка и приземления. Эти особенности могут быть востребованы в робототехнике.