Гекконы справляются с мокрой поверхностью, пока не промочат ноги

Исследователи уже давно интересуются способностями гекконов. Они пытаются скопировать природу и создать водостойкие адгезивные материалы.

Учёные установили, что Ван-дер-ваальсовые силы, действующие между микроскопическими щетинками на пальцах животных и опорной поверхностью, позволяют животному оставаться на месте и двигаться вперёд даже вверх ногами. Такая способность позволяет ящерицам с лёгкостью перемещаться по скользким тропическим деревьям даже в дождливую погоду.

Биологи из университета Акрона (University of Akron) решили, что они имеют недостаточно информации о механизмах приспосабливания гекконов к естественным условиям, когда лежащая на пути поверхность смочена водой.

"В ходе предыдущих исследований наши коллеги изучали, каким образом ящерицы закрепляются на сухой искусственной поверхности, — рассказывает исследователь Алисса Старк (Alyssa Stark). – Нам стало интересно, что происходит с гекконами в тропическом лесу после дождя. Вряд ли они пачками осыпаются с деревьев".

Сначала биологи проверили, насколько хорошо один из видов азиатских гекконов — токи (Gekko gecko) держится на стекле сухими лапками. Для этого вокруг таза ящерицы учёные закрепили своеобразный пояс, соединённый с оборудованием для съёма животного со стекла и измерения затраченного при этом усилия.

Исследователи выяснили, что, почувствовав твёрдую поверхность под ногами, геккон прочно закрепляется на ней. Для того чтобы снова поднять его в воздух, необходимо приложить усилие в 20 ньютонов, что эквивалентно весу двадцати таких же ящериц.

Во второй части исследования учёные решили выяснить, как меняется ситуация, если, к примеру, прошёл дождь. Для этого они распылили на стеклянную пластину воду и снова запустили ящерицу.

На этот раз у геккона появлялись проблемы с закреплением на скользкой поверхности: удерживающая сила менялась каждый раз, когда животное делало шаг. Капельки жидкости на поверхности стекла вмешивались в механизм закрепления. Геккон на протяжении минуты удерживался на влажном стекле, делал несколько шагов и только потом соскальзывал.

У исследователей пока нет объяснения механизма этого процесса.

На следующем этапе исследователи погрузили гекконов вместе со стеклянной пластиной в ванну с водой комнатной температуры, чтобы их лапки "промокли". После такого купания токи вообще не смогли закрепиться на гладкой мокрой поверхности.

"Нижняя часть лапок гекконов обладает поразительными водоотталкивающими способностями, — поясняет Старк. — Ящерицы легко справляются с каплей воды, попавшей под лапку, но не могут избавиться от воды, когда она находится под всей лапкой сразу. Вода нарушает Ван-дер-ваальсовое взаимодействие, и геккон полностью теряет контроль над ситуацией".

Ещё один эксперимент показал, что если лапки гекконов погрузить в воду на 90 минут, а потом поместить на сухую стеклянную поверхность, то ящерицы еле держатся на ногах, пока те не высохнут. Усилие, необходимое для отрыва токи от стекла в таком случае, было сопоставимо с его весом.

Это значит, что, передвигаясь по влажной поверхности на сухих лапках, гекконы всё время находятся на грани соскальзывания. Они выталкивают капельки воды и продолжают движение, однако если их ножки совсем промокли, то они становятся беспомощными, заключают исследователи.

Продолжение работ в этом направлении позволит учёным разобраться в тонкостях взаимоотношений гекконов с водой. И для начала исследователи планируют выяснить, сколько времени нужно животным для восстановления адгезивной способности лапок, а также какие приёмы они для этого используют.

Новые сведения, выведанные у природы, позволят усовершенствовать всевозможные адгезивные материалы для работы во влажной среде, в том числе средства для обработки ран, уверяют исследователи.

Результаты своего исследования учёные опубликовали в журнале Journal of Experimental Biology.