Ein Haus aus Schleim klingt vielleicht nicht sehr wünschenswert, aber Forscher haben herausgefunden, dass die unappetitlichen Strukturen, die von schlauen Tieren gebaut wurden, Ingenieuren dabei helfen könnten, billigere und effizientere Pumpen für wichtige Industrieanwendungen wie die Wasserfiltration zu entwickeln.
Forscher der University of Oregon (UO) haben herausgefunden, dass das einzigartige Fressverhalten von Oikopleuradioica, einer filterfressenden Meereslarve von etwa 1 Millimeter Länge, Ingenieuren dabei helfen könnte, effizientere peristaltische Pumpen zu entwickeln.
Im Allgemeinen erfordern diese Verdrängerpumpen eine externe Kompression, um Flüssigkeit durch das System zu drücken. Beim kaulquappenartigen O.dioica wird der Vortrieb durch den Schwanz des Tieres angetrieben, den es mehrmals täglich in einem Schleimkokon baut, um Futter zu filtern.
„Pumpen gibt es überall in der Natur, aber diese Pumpe ist insofern einzigartig, als sie Flüssigkeit durch einen Filter treibt, indem sie ihren Schwanz in einer versiegelten Kammer schlägt“, sagte Kelly Sutherland, Biologin am Oregon Institute of Marine Biology der University of Oregon. „Es ist auch sehr faszinierend, diese Tiere zu beobachten.“
Während Blasen aus gallertartigem Schleim, die in Wasser schweben, vielleicht nicht das Wort „faszinierend“ heraufbeschwören, sind sie ein geniales Stück Biotechnik. Alle drei bis vier Stunden baut das Tier einen „Rotzpalast“ um seinen Körper auf, bläst die Struktur mit seinem Schwanz auf und drückt dann Flüssigkeit mit Nahrungspartikeln in Richtung seines Mauls. Wenn der Schleimtank seinen Zweck erfüllt hat, gleitet er durch eine Notluke heraus.
„Es ist so cool, es ist eine ziemlich komplexe Struktur“, sagte Terra Hiebert, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Oslo.
Forscher entdeckten den Rotzpalast in einer Tierzuchtanlage im norwegischen Bergen. Mithilfe von Mikroskopen und Hochgeschwindigkeitsvideoaufnahmen konnten Wissenschaftler sehen, wie gut der Schwanz des Tieres den Fluss von Wasser und Partikeln leitet, und zeigten, dass es ein ganz besonderes Pumpsystem beherrscht.
Wenn der dominante Schwanz in die Struktur eindringt, kommt er an verschiedenen kritischen Punkten mit beiden Seiten der Dichtungs- und Entblockungskammer in Kontakt. Diese Dichtungen erzeugen Druck, steuern die Flüssigkeitsbewegung und verhindern einen Rückfluss.
„Sie haben diese relativ einzigartige Pumpstrategie, bei der der Schwanz sinusförmig ist und eng in den Hohlraum passt“, sagte Hibbert. „Aufgrund des festen Sitzes ist die Rückwärtsverdrängung von Wasser minimal.“
Die Forscher glauben, dass die Nachahmung dieser Aktion zur Entwicklung effizienterer Pumpen führen könnte, die bewegliche Teile vor Verschleiß schützen.
„Dieses neue Verständnis von Larvenpumpen hilft uns, den ökologischen Erfolg eines weit verbreiteten Organismus zu verstehen und könnte sogar Inspiration für die nächste Generation von Wasser- oder Luftfiltern in der gebauten Umwelt liefern“, sagte Sutherland.
Die Forschung wurde im Journal of the Royal Society Interface veröffentlicht. -Um diese kleine Kreatur in Aktion zu sehen, schauen Sie sich das Video unten an.