Jak neuklouznout na šikmé ploše aneb Mocná síla adheze u žab a ještěrů
- Autor: Jiří Moravec, Jana Bulantová
- Vyšlo v časopise Živa 4/2023 na straně 184
Struktura a funkce adhezivních orgánů žab a ještěrek je popsána a fotograficky dokumentována v makro-, mikro- a nanoměřítku. Přichycení žab na hladký povrch je zprostředkováno tzv. vlhkou adhezí, fungující na základě kapilárních sil. Naproti tomu ještěři se přichytávají pomocí tzv. suché adheze, jejímž principem jsou Van der Waalsovy přitažlivé elektrostatické síly. Zmíněno je také využití poznatků ze studia adhezivních orgánů zvířat v oblasti bioinspirovaného inženýrství.
Citovaná a použitá literatura
AUTUMN, Kellar, et al. Adhesive force of a single gecko foot-hair. Nature, 2000, 405.6787: 681-685.
BARUŠ, Vlastimil a Ota OLIVA. Obojživelníci = Amphibia. Praha: Academia, 1992. Fauna ČSFR. ISBN 80-200-0433-5.
DROTLEF, Dirk M., et al. Morphological studies of the toe pads of the rock frog, Staurois parvus (family: Ranidae) and their relevance to the development of new biomimetically inspired reversible adhesives. Interface focus, 2015, 5.1: 20140036.
DUFRESNES, Christophe. Obojživelníci. Obrazový průvodce, 139 druhů. Praha: Euromedia Group, 2021.
DUNGEL, Jan a Zdeněk ŘEHÁK. Atlas ryb, obojživelníků a plazů České a Slovenské republiky. Praha: Academia, 2005. Eltodo. ISBN 80-200-1282-6.
FAVI, Pelagie M., et al. Inspiration from the natural world: from bio-adhesives to bio-inspired adhesives. Journal of Adhesion Science and Technology, 2014, 28.3-4: 290-319.
GRIFFING, Aaron H., et al. Convergent developmental patterns underlie the repeated evolution of adhesive toe pads among lizards. Biological Journal of the Linnean Society, 2022, 135.3: 518-532.
LANGOWSKI, Julian KA, et al. Tree frog attachment: mechanisms, challenges, and perspectives. Frontiers in zoology, 2018, 15.1: 1-21.
SPINNER, Marlene; WESTHOFF, Guido; GORB, Stanislav N. Subdigital setae of chameleon feet: friction-enhancing microstructures for a wide range of substrate roughness. Scientific Reports, 2014, 4.1: 5481.
WILLIAMS, E. E.; PETERSON, J. A. Convergent and alternative designs in the digital adhesive pads of scincid lizards. Science, 1982, 215.4539: 1509-1511.
ZWACH, Ivan. Obojživelníci a plazi České republiky. Praha: Grada, 2009.
ZWACH, Ivan. Obojživelníci a plazi České republiky. Grada, Praha, Grada, 2013
The structure and function of the adhesive organs of frogs and lizards are described and photographically documented on a macro-, micro-, and nanoscale. The attachment of frogs to a smooth surface is facilitated by so-called wet adhesion based on capillary forces. In contrast, lizards attach themselves using dry adhesion, the principle of which is Van der Waals electrostatic forces. The application of findings from the study of animal adhesive organs in the field of bio-inspired engineering is mentioned.
Obrazové přílohy
-
Mezi nejznámější šplhavé žáby vybavené na konci prstů adhezivními terčíky patří rosničky čeledi Hylidae – rosnička čínská (Hyla chinensis) přichycená na hladkém listu. Tchaj-pej, Tchaj-wan. Foto J. Moravec
-
Na rozdíl od terčíků na prstech žab fungují příchytné polštářky na končetinách mločíků na principu přísavky – mločík amazonský (Bolitoglossa altamazonica). Río Nanay, Peru. Foto J. Moravec
-
Tvar adhezivních terčíků může být u zástupců stejné čeledi nebo i stejného rodu odlišný. Porovnání velkých na konci zarovnaných terčíků u bezblanky rodu Pristimantis (zde) a malých okrouhlých terčíků bezblanky rodu Oreobates (násleující obrázek) ze stejné čeledi bezblankovití (Strabomantidae) a ze stejné lokality. Lejna, Sud Yungas, Bolívie. Foto J. Moravec
-
Tvar adhezivních terčíků může být u zástupců stejné čeledi nebo i stejného rodu odlišný. Porovnání velkých na konci zarovnaných terčíků u bezblanky rodu Pristimantis (předchozí obrázek) a malých okrouhlých terčíků bezblanky rodu Oreobates (zde) ze stejné čeledi bezblankovití (Strabomantidae) a ze stejné lokality. Lejna, Sud Yungas, Bolívie. Foto J. Moravec
-
Náležité dosednutí polštářkovitě vyklenuté spodní strany adhezivního terčíku na podložku zajišťuje u typických šplhavých žab mírné zalomení mezi předposledním a posledním článkem prstu. Jsou patrné i velké subartikulární hrbolky (na spodní straně prstů), které se na přilnutí prstů podílejí – japonečka zavalitá (Buergeria robusta) z čeledi létavkovití (Rhacophoridae). Tchaj-tung, Tchaj-wan. Foto J. Moravec
-
Vlhké skvrny na povrchu listu patrné po mírném odsunutí přední nohy rosničky zelenooké (Osteocephalus taurinus). Lesy západně od Manausu, Brazílie. Foto J. Moravec
-
Spodní (ventrální) strana adhezivních terčíků oddělených obvodovou rýhou od krycího epidermálního epitelu prstů. Zřetelné jsou i subartikulární hrbolky, jež však obvodová rýha neohraničuje – rosnička zelenooká. Lesy jižně od Manausu, Brazílie. Foto J. Moravec
-
Ventrální strana prstu bezblanky dvojtečné (Pristimantis bipunctatus). Oblast Chanchamayo, Peru. Obvodová rýha oddělující běžný povrchový epitel ventrálního terčíku od adhezivního. Foto ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Foto J. Bulantová
-
Ventrální strana prstu bezblanky dvojtečné (Pristimantis bipunctatus). Oblast Chanchamayo, Peru. Obvodová rýha v detailu (viz šipka). Foto ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Foto J. Bulantová
-
Ventrální strana prstu bezblanky dvojtečné (Pristimantis bipunctatus). Oblast Chanchamayo, Peru. Adhezivní epitel vytvářející oddělené sloupky se základnou ve tvaru nepravidelných (obvykle) šestihranů. Foto ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Foto J. Bulantová
-
Ventrální strana prstu bezblanky dvojtečné (Pristimantis bipunctatus). Oblast Chanchamayo, Peru. Detail povrchu šestihranu odhalující ultrastrukturu nanosloupků. Foto ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Foto J. Bulantová
-
Ventrální strana prstu bezblanky dvojtečné (Pristimantis bipunctatus). Oblast Chanchamayo, Peru. Povrch subartikulárního hrbolku (tuberkulu) s adhezivním epitelem pozvolna přecházejícím v epitel běžný. Foto ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Foto J. Bulantová
-
Při šplhání v husté vegetaci žáby běžně kombinují adhezi s úchopem – létavka tchajwanská (Zhangixalus moltrechti). Lijia, Tchaj-wan. Foto J. Moravec
-
Adhezivní lamely umožnily mnohým gekonům snadno šplhat po vertikálních hladkých plochách a obsadit volné nadzemní biotopy. Příkladem je felsuma zlatoocasá (Phelsuma laticauda) původem z Madagaskaru, která byla zavlečena na Havajské ostrovy, kde se úspěšně zabydlela v porostech palem (Arecaceae) a pandanů (Pandanaceae). Jedinec na řapíku palmového listu. Kailua-Kona, Havaj. Foto J. Moravec
-
Příchytné adhezivní lamely jsou na spodní straně rozšířených prstů gekona západoamazonského (Thecadactylus solimoensis) uspořádány do dvou souběžných řad. Na koncích prstů jsou zřetelné i drobné drápky. Tarapoto, Peru. Foto J. Moravec
-
Anolis rudokrký (Anolis carolinensis) zachycený na větvi jak adhezivními lamelami na spodní straně prstů, tak drápky na konci prstů. Jižní Florida, USA. Foto J. Moravec
-
Anolis rudokrký (Anolis carolinensis) zachycený na větvi jak adhezivními lamelami na spodní straně prstů, tak drápky na konci prstů. Jižní Florida, USA. Foto J. Moravec
-
Příchytné lamely na spodní straně prstu australského pagekona rodu Oedura v SEM. Spodní strana prstu s lamelami. Foto J. Bulantová
-
Příchytné lamely na spodní straně prstu australského pagekona rodu Oedura v SEM. Detail štětů tvořících lamely. Foto J. Bulantová
-
Příchytné lamely na spodní straně prstu australského pagekona rodu Oedura v SEM. Koncové větvení štětů. Foto J. Bulantová
-
Postupné „rolování“ prstů u jihoasijského gekona obrovského (Gekko gecko), které umožňuje uvolnit prst ze silného přichycení k podkladu. Foto J. Bulantová
-
Postupné „rolování“ prstů u jihoasijského gekona obrovského (Gekko gecko), které umožňuje uvolnit prst ze silného přichycení k podkladu. Foto J. Bulantová
-
Postupné „rolování“ prstů u jihoasijského gekona obrovského (Gekko gecko), které umožňuje uvolnit prst ze silného přichycení k podkladu. Foto J. Bulantová
-
Podobně jako u plazů funguje suchá adheze u mnohých zástupců hmyzu a pavoukovců. Detail koncové části chodidla mouchy domácí (Musca domestica) s adhezivním polštářkem. SEM. Foto J. Bulantová
-
Podobně jako u plazů funguje suchá adheze u mnohých zástupců hmyzu a pavoukovců. Detail koncové části chodidla mouchy domácí (Musca domestica) s adhezivním polštářkem tvořeným množstvím chloupků se zploštělým zakončením. SEM. Foto J. Bulantová
-
Podobně jako u plazů funguje suchá adheze u mnohých zástupců hmyzu a pavoukovců. Těsně sousedící chloupky na chodidle stromového sklípkana rodu Avicularia nabývající špachtlovitého tvaru. SEM. Foto J. Bulantová
-
Podobně jako u plazů funguje suchá adheze u mnohých zástupců hmyzu a pavoukovců. Těsně sousedící chloupky na chodidle stromového sklípkana rodu Avicularia nabývající špachtlovitého tvaru a pokryté na ventrální i dorzální straně různě tvarovanými tenkými výběžky. SEM. Foto J. Bulantová
Archiv článků pro pedagogy a studenty
Předplatné Živy
Cena ročního předplatného
od čísla 1/2019 je 354 Kč za šest čísel Živy (tedy 59 Kč za jedno číslo).
Dvouleté předplatné je zrušeno.
Zjistěte, jak si předplatit časopis Živa.
Co je to Živa?
Časopis Živa je populárně vědecký časopis přinášející příspěvky z biologických oborů a zvláštní rubriku věnovanou výuce biologie se zaměřením na nejnovější poznatky.
Navazuje na odkaz svého zakladatele Jana Evangelisty Purkyně. Poslední řada vychází nepřetržitě od roku 1953.
© 2024 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.