Движение улиток описали с помощью ползучего геля

Фото: condesign / Pixabay

Китайские ученые изучили движение мышц на примере автоколебаний в геле, содержащем рутений.

Ученые Борис Белоусов и Анатолий Жаботинский в 50-х годах ХХ века описали химические реакции, которые происходят циклически, совершая автоколебания как бы сами собой, без участия экспериментатора, который только создает условия. Исследователи из Китайского университета горного дела и технологий использовали гель, который под действием света меняет объем. Рутений, содержащийся в геле, меняет степень окисления, и гель то всасывает воду, то отдает ее. Ученые обнаружили, что это порождает волнообразные движения, и использовали гель как модель для исследования мышц.

Мышцы некоторых животных, например моллюсков и червей, движутся волнообразно, то расслабляясь, то сокращаясь. Это хорошо заметно, если посмотреть на улитку снизу: от «хвоста» к голове улитки движутся волны, и улитка ползет вперед.



Ученые освещали гель и обнаружили, что, когда правая часть геля была освещена сильнее левой, образовались волны, которые двигались справа налево: гель пополз. Кроме того, меняя освещение, ученые научились управлять направлением распространения волн, меняя таким образом направление движения геля, и даже тормозить его, вызывая встречные волны.

Ученые сделали вывод, что движение мышц моллюсков и червей можно описать с помощью уравнений, которые описывают реакцию Белоусова—Жаботинского. По их мнению, передвижение этих животных обязано именно асимметрии между напряжением разных клеток мышечной ткани, которая вызывает волны, а не изменению свойств выделяемой улитками слизи, например.

Исследование описано в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Мышцы улиток и червей, как оказалось, в каком-то смысле — желе. А вот муравьи, по выводам американских ученых, — вообще жидкость.
Теги:

Читать еще на Чердаке: