毛茸茸的舌头帮助蝙蝠喝起来



动物进化适应所有方式来获得他们所需要的营养物质。花蜜喂养蝙蝠,长的口鼻部和舌头让他们沾进出的花朵,而盘旋在半空中。帮助的原因,他们的舌头都覆盖在充当微型勺子舀并向上拖动的美味汁液细毛。

动物进化适应所有方式来获得他们所需要的营养物质。花蜜喂养蝙蝠,长的口鼻部和舌头让他们沾进出的花朵,而盘旋在半空中。帮助的原因,他们的舌头都覆盖在充当微型勺子舀并向上拖动的美味汁液细毛。

现在bt365手机的工程师们发现,蝙蝠和其他毛舌花蜜饲养的关键,有效地喝在于鞋舌上的毛发间距之间的微妙平衡,流体的厚度,和“回缩的速度, ”或动物的速度有多快飞镖舌头回啜了花蜜。当所有这三个参数都处于平衡状态,花蜜良好的金额达到带球走的动物的嘴来代替。

因为它发生时,这同样适用于其他多毛舌花蜜供料器,如蜜蜂和蜂蜜负鼠,其研究人员发现还表现出最佳的“粘性夹带”,这指的是流体的量多毛面可以从浴向上拖动。

“有许多不同的饮用水技术的动物,当我们喝的是真正的饮酒方式单一,我们认为什么是正常的,”皮埃尔 - 托马斯,在数学的bt365手机的部门前任教练说。 “我们希望我们的理论解释了什么是这个毛茸茸的饮用方法的主要趋势机制,我们相信我们已经理顺这种奇特的饮用方法。”

BRUN,谁现在是普林斯顿大学的助理教授,bt365手机与Alice nasto,一名研究生在机械工程bt365手机的教研室开展这项工作电流,并ANETTE“PEKO”细井,机械工程,并在工程院副院长教授bt365手机。研究人员发表了他们的结果,这是基于数学模型和实验室实验相结合,在今天的日记 物理评论液.

从海狸蝙蝠

其中流体流过表面毛茸茸的方式已经在细井实验室的持续研究的热点。在2016年,该球队制造与小聚合物的毛发镶嵌聚合物片,并研究了这些制毛皮如何捕获的空气的口袋,因为他们陷入各种流体的浴中。他们的研究结果揭示海狸如何使用类似的毛皮,而潜水通过水保持温暖的光。工作也启发的想法 头发覆盖的潜水服 保持游泳干燥和温暖。 

“一旦我们做了这些表面上,我们认为,‘我们有这样的系统上,我们可以做的流体实验 - ?还有什么是在那里,我们可以模拟’” nasto说。

而找她的下一个项目,nasto临到由布朗大学的研究人员谁把蝙蝠从花喝花蜜的高速视频进行了研究。分析视频之后,他们发现,当动物进出花蘸它的舌头,它的舌头毛微细血管变得充血,促使毛发站直线上升,并从拖更花蜜最多花。

“他们的研究着眼于这一饮酒行为的生理机能,但没有深入太多这个花蜜采集的流体力学,” nasto说。 “所以我们认为,这正是我们的专长是,我们可以尝试添加这样的认识。”

从逢低预测打点滴

这样做,nasto和她的同事们进行了实验,以模拟蝙蝠的舌头浸。它们制造的聚合物材料的长,舌状条,用小型的3毫米高的毛,在尺寸上与实际蝙蝠类似衬里。每个条带覆盖着在不同密度隔开毛发。研究者浸渍条带在硅油浴,取实验的高速视频,然后测量流体的排出下来,因为它们拉条备份量。

他们开发了数学模型来描述毛发的尺寸之间的表面上,并且该浴的性质的关系,在此表面和缩小浴的浸渍速度,。

作为指导,他们期望的的Landau-莱维奇-derjaguin,或LLD理论 - 一种通常用来表征浸涂和数学等式具体而言,即在一个平面上留下它在被浸渍后的膜的厚度液体浴。 BRUN开发出一种新模式,包括有毛面,他预计将产生的液体多厚的薄膜比会完全地平面的影响。

“我们假设‘舌头’最初充满液体和模型多少时间对本流体依傍在洗澡,” BRUN解释。

在他的新模型,BRUN也包括某些参数,例如毛发的高度和间距,然后在一定意义上反转的理论,来预测流体的从表面流走,而不是仍然是流体的量。  

该研究小组发现,该模型预测,合理的精度,使研究人员在实验中测量引流液的量。

测试模型进一步,nasto设计了一个简单的实验电池,其由在隔开不同距离的夹在一起的两块玻璃板的。板之间的空间是类似于毛发之间的空间,并在两个板之间的流动是类似于两个相邻的毛发之间的流动。她奠定了细胞在其侧面上,并与流体填充,然后把它直立并测量在该流体排出的速率。她反复试验各种间距和不同粘度的流体的细胞。结果也与什么是由球队的新模型预测一致。

“试验让我们有信心,我们想出了理论是一个很好的方式,了解排水速度如何与头发的距离,” nasto说。

天然高

将其注意力回归自然,研究人员观察,看看他们的模型可以预测其他毛舌花蜜饲养的饮酒行为。 nasto通过动物生理学论文梳理,发现其他两个品种表现出类似的饮酒行为:蜜蜂,和类似鼠标的有袋动物叫蜂蜜负鼠,这是原产于澳大利亚。

团队汇编了这两个物种的数据,与蝙蝠一起,其中包括头发的对自己的舌头尺寸,在它们所需的速度和花蜜他们喜欢的类型。它们插入到所有这些他们的模型,并发现所有三个品种都在拖了花蜜,而不允许多排走高效。

“他们都躺在接近理论上最优的,” nasto说。 “他们已经发展到好饮酒。如果你想想看,人类可以利用的工具饮用水和其他行为。但很多其他的动物都已经他们的工具内置到他们的生理“。

这项研究是由美国部分支持陆军研究办公室。