Bildiğimiz kadarıyla, mekanik dişli —döndükçe onları birbirine kilitlemek için iki farklı dönen yüzeye kesilmiş eşit boyutlu dişler— MÖ 300 civarında icat edildi. İskenderiye'de yaşayan Yunan makinistleri tarafından. O zamandan bu yana geçen yüzyıllarda, basit konsept, modern teknolojinin temel taşı haline geldi ve arabalar ve bisikletler de dahil olmak üzere her türlü makine ve araca olanak sağladı.
Görünen o ki, üç milimetre uzunluğunda zıplayan bir böcek, Issus coleoptratus bu buluş için bizi yendi. malcolm yuvaları ve Gregory Sutton, iki biyolog Cambridge Üniversitesi Birleşik Krallık'ta, türün gençlerinin arka bacaklarını birbirine kilitleyen ve her iki uzantının da aynı anda dönmesine izin veren ve küçük yaratıkların ileri sıçramasına neden olan karmaşık bir dişli sistemine sahip olduğunu keşfetti.
Bulunan bulgu, bugün yayınlandı içinde Bilim , doğada keşfedilen ilk işlevsel dişli sistemi olduğuna inanılıyor. gelen böcekler Veriliş Genellikle bitki bitkisi olarak adlandırılan cins, Avrupa ve Kuzey Afrika'da bulunur. Burrows ve Sutton, dişlilerin varlığını keşfetmek ve tam işlevini anlamak için elektron mikroskopları ve yüksek hızlı video yakalama kullandı.
Dişli düzeninin nedeninin koordinasyon olduğunu söylüyorlar: Zıplamak için böceğin her iki arka ayağının da aynı anda ileri doğru itmesi gerekiyor. İkisi de yanlamasına sallandıkları için, biri diğerinden bir saniyenin biraz daha erken uzatılırsa, böceği dümdüz ileri atlamak yerine sağa veya sola rotadan saptırırdı.
Dişliler zarif bir çözümdür. Araştırmacıların yüksek hızlı videoları, saatte 8,7 mil hıza kadar sıçrayan yaratıkların, arka bacaklarını bir atlama pozisyonunda eğdiğini ve ardından her biri 30 mikrosaniye içinde hareket ederek ileri doğru ittiğini gösterdi (yani 30 saniye). saniyenin milyonda biri ) diğerinin.
Bacaklarındaki ince dişli dişliler bunun olmasına izin verir. İçinde Veriliş Burrows, iskeletin beyin ve sinir sisteminin yapamadığı karmaşık bir sorunu çözmek için kullanıldığını söyledi. bir basın açıklaması .
Dişliler, böceklerin arka ayaklarının tepesinde (trochantera olarak bilinen segmentlerde) bulunur ve her biri yaklaşık 80 mikrometre genişliğinde (veya 80 mikrometre) 10 ila 12 konik diş içerir. metrenin milyonda biri ). hepsinde Veriliş hazneler incelendi, her arka bacakta aynı sayıda diş vardı ve dişliler düzgün bir şekilde birbirine kilitlendi. Dişler, zamanla aşınmayı azalttığı için insan yapımı mekanik dişlilere dahil edilen bir tasarım olan tabanda kavisli kavislere bile sahiptir.
Dişlilerin bu işlevi yerine getirdiğini doğrulamak için araştırmacılar, bazı ölülerle temiz (hastalıklı da olsa) bir numara yaptılar. Veriliş . Bacaklarını bir atlama pozisyonunda manuel olarak geri çektiler, ardından bir bacaktaki ana atlama kasını elektriksel olarak uyardılar, böylece bacak uzadı. Dişliler tarafından rotasyonel olarak kilitlendiğinden, uyarılmayan diğer bacak da hareket etti ve ölü böcek ileri sıçradı.
Asıl gizem, aynı böcek türünden yetişkinlerin herhangi bir donanıma sahip olmamasıdır - yavrular büyüdükçe ve derileri döküldükçe, bu dişli dişlerini yeniden büyütmede başarısız olurlar ve yetişkin bacakları, alternatif bir mekanizma ile senkronize (her iki arka bacaktan bir dizi çıkıntı uzanır ve diğer bacağı harekete geçirir).
Burrows ve Sutton, bunun dişlilerin kırılganlığıyla açıklanabileceğini varsayıyorlar: bir diş kırılırsa, tasarımın etkinliğini sınırlar. Bu, yetişkinlikten önce tekrar tekrar tüy döken ve yeni dişliler yetiştiren gençler için o kadar büyük bir sorun değil, olgun olanlar için. Veriliş , dişleri değiştirmek imkansız olurdu - bu nedenle alternatif düzenleme.
Daha önce diğer hayvanlarda bulunan dişli benzeri yapılar olmuştur (örneğin, dikenli kaplumbağa ya da tekerlek böceği ), ancak tamamen süs amaçlıdırlar. Bu, mekanik olarak dişli sistemlerimiz gibi çalışan ilk doğal tasarım gibi görünüyor.
Sutton, dişlileri genellikle insan tasarımı makinelerde gördüğümüz bir şey olarak düşünürüz, ancak bunun yalnızca yeterince iyi bakmadığımız için olduğunu gördük, dedi. Bu dişliler tasarlanmamıştır; hayvanlar dünyasında senkronizasyon için geliştirilmiş yüksek hızlı ve hassas makineleri temsil ederler.