Как краката на гекона прилепват към гладките повърхности?

Как краката на гекона прилепват към гладките повърхности?

Геконите могат да ходят по стените, и дори по тавана. Анимацията обяснява тази тяхна способност.

Биология и здравно образование

Ключови думи

гущер, терариум, дисперсия, адхезия, вторична лепене, кератин мащаб, животно, гръбначни, влечуго, насекомояден, nectarivore, биология

Свързани ресурси

Сцени

Плоскоопашат дневен гекон

  • плоскоопашат дневен гекон - Един от най-пъстроцветните дневни гекони в родината си, Северен Магадаскар и околните острови. Името си дължи на формата на опашката. Дълъг е 10-13 см, тежи около 40-80 грама и е предимно жълтозелен или яркозелен на цвят. Краката му са обикновено сини. Живее в бананови храсти и палмови дървета. Храната на този, активен през деня гекон се състои от насекоми, дребни влечуги и плодове.

Още от древността хората са се вълнували от въпроса как е възможно геконите да се движат спокойно по гладки и отвесни стени, дори и по тавана. Отговор на този въпрос учените дават едва в началото на ХХІ век. Те установяват, че стъпалата на геконите имат особена структура и необикновеното прилепване се дължи на привличането между молекулите, т. нар. сили на Ван дер Ваалс.

Устройство

  • стъпало - Долната повърхност на стъпалата е покрита с власинки, които завършват с няколко милиарда лопатки. Те осигуряват силно прилепване чрез силите на Ван дер Ваалс и затова геконите могат да се катерят по тавана.
  • слухов отвор
  • син околоочен кръг
  • червеникава шарка на гърба
  • Дължина: 10 - 13 см
  • леко плоска опашка - При опасност геконът се освобождава от опашката си. Този феномен се нарича автотомия.

Устройство на крака

  • власинки - Диаметърът им е около 5 микрона (хилядна от мм); диаметърът на най-тънкия човешки косъм е 19 микрона. На всеки квадратен милиметър от стъпалото има около 14 000 власинки, а общо на четирите крака - около 6,5 милиона.
  • власинка - Диаметърът им е около 5 микрона (хилядна от мм); диаметърът на най-тънкия човешки косъм е 19 микрона. На всеки квадратен милиметър от стъпалото има около 14 000 власинки, а общо на четирите крака - около 6,5 милиона.
  • лопатки - Всяка власинка завършва със 100 - 1000 от тях, следователно общият им брой е няколко милиарда. Между лопатките и повърхностите възникват сили на Ван дер Ваалс, които осигуряват здраво прилепване. Теоретично те могат да задържат тегло над сто килограма. За да се отдели крака от повърхността трябва да се промени ъгъла на власинките. Това изисква малка сила, тъй като не всички връзки се разкъсват едновременно.
  • лопатка
  • сили на Ван дер Ваалс - Между лопатките и повърхността възникват слаби връзки. Причината за тях са вибрациите на атомното ядро: в неполярните молекули се образуват временни смени на заряда, така че те се поляризират временно. Това причинява поляризацията на съседната неполярна молекула и възникването на електростатично привличане между двете молекули.

Прилепване и отделяне

  • лопатка
  • сили на Ван дер Ваалс - Между лопатките и повърхността възникват слаби връзки. Причината за тях са вибрациите на атомното ядро: в неполярните молекули се образуват временни смени на заряда, така че те се поляризират временно. Това причинява поляризацията на съседната неполярна молекула и възникването на електростатично привличане между двете молекули.
  • прилепване
  • отделяне

Анимация

Геконите са влечуги, често отглеждани като домашни любимци. Известни са със способността си да се катерят по стената и дори по тавана. Тази уникална способност се дължи на устройството на пръстите им.

Долната повърхност на стъпалата им е покрита с власинки, чийто диаметър е около 5 микрометра, т.е. те са много по-тънки от човешкия косъм, чийто диаметър е 19 микрометра. Четирите стъпала съдържат общо около 6,5 милиона власинки. Всяка власинка завършва с няколко стотици или хиляди лопатки, така че четирите крака имат общо няколко милиарда лопатки. Когато геконът постави крака си на някаква повърхност, между лопатките на пръстите му и повърхността възникват слаби връзки на Ван дер Ваалс. Поради големия брой лопатки, тези сили създават силно прилепване: теоретично четирите крака на гекона могат да задържат повече от сто килограма тегло.

Отделянето на стъпалото от повърхността изисква промяна на ъгъла на власинките. Затова е необходима малка сила, тъй като не всички връзки се разкъсват едновременно.

Сили на Ван дер Ваалс

  • електронен облак
  • атомно ядро - Положително зареденото ядро и отрицателно зареденият електронен облак на атома вибрират и създават временни диполи.
  • електростатично привличане - Когато две частички се доближат, и едната от тях е поляризирана, нейният положителен полюс отблъсква ядрото на другата частица, и привлича електронния й облак. Така тя предизвиква поляризация в другата частица, и между двете частици възниква електростатично привличане. Тези сили на привличане са слаби - те са най-слабите вторични химични връзки. Заради голямата повърхностна площ на лопатките, обаче те осигуряват силно прилепване.

Прилепването на лопатките към повърхността се осигурява чрез сили на Ван дер Ваалс. Това взаимодействие се дължи на трептенето на положително заредените ядра и отрицателно заредения електронен облак на атомите. Когато частица от стъпалото на гекона и частица от стъклената повърхност се намират в близост, една от тези частици се поляризира. Нейният положителен полюс отблъсква ядрото на другата частица, и привлича електронния й облак. Така тя предизвиква поляризация в другата частица, и между двете частици възниква електростатично привличане. Тези сили на привличане са слаби - те са най-слабите вторични химични връзки. Заради голямата повърхностна площ на лопатките, обаче те осигуряват силно прилепване.

Свързани ресурси

Йеменски хамелеон

Хамелеоните са влечуги, които имат способността да променят цвета си.

Усойница

Вид отровна змия, широко разпространена в Европа. Нейното ухапване рядко е фатално за хората.

Жълтоуха водна змия

Змия, с характерно жълто петно на шията.

Европейска блатна костенурка

Анимацията показва анатомията на костенурките.

Археоптерикс

Археоптерикс, показва особенности, както на птици, така и влечуги. Това може би е...

Тиранозавър рекс

Древно хищно влечуго с огромни размери, най-известният вид динозавър.

Зелена водна жаба

Анатомията на земноводните е показана чрез тази на обикновените жаби.

Трицератопс

Тревопасен динозавър, отличаващ се с голямо костно образувание, приличащо на яка, и три...

Апатозавър

Тревопасен динозавър с дълга шия и огромно тяло.

Образуване на молекула водород

Молекулата на водорода се състои от атоми на водорода, свързани помежду си чрез...

Structure of nitrogen molecules

This animation demonstrates the structure of nitrogen molecules, with one sigma and two...

Added to your cart.