Недавно во Вьетнаме мне довелось наблюдать за крупным ночным гекконом токи, длина тела которого часто превышает 30 сантиметров (я писал о токи здесь). При своих относительно крупных габаритах, а также в целом довольно плотному строению тела, эта ящерица без каких-либо видимых усилий передвигается по вертикальным поверхностям; также она может перемещать по потолку! Также на днях мы посетили зоопарк острова Фукуок, где наблюдали за мадагаскарским дневным гекконом фельзумой Phelsuma grandis, достигающей в длину 28 см, которая также очень ловко перемещалась по чистому стеклу - стенке своего террариума.
Что уж говорить о более мелких гекконах типа вот этого Hemidactylus frenatus, которого можно увидеть повсеместно на в городах и деревнях Юго-Восточной Азии. Их бег по стенам и потолку и подавно очень стремителен и ловок.
Еще древних исследователей интересовало, как же гекконам это удается. Другие ящерицы не могут бегать по гладким вертикальным поверхностям - лишь по шершавым, используя когти. Лапа же геккона устроена по-другому, и это видно невооруженным взглядом, - она как бы расплющена. Когда-то кто-то предположил, что у гекконов на пальцах с нижней стороны некие присоски, поэтому он так легко "приклеивается" к любой, даже гладкой поверхности. Однако когда лапу рассмотрели, увидели, что никаких присосок нет. Зато есть другие структуры.
Тщательно рассмотреть лапы геккона удалось лишь с появлением электронного микроскопа в 30-х годах прошлого века. Оказалось, что на их нижней стороне имеются многочисленные ряды пластинок, состоящих из очень тонких волокон (14 000 на квадратный миллиметр!), оканчивающихся еще более тонкими структурами толщиной 200-300 нанометров. Именно эти ультратонкие волокна и взаимодействуют с поверхностью, обеспечивая "прилипание" лап геккона.
Эти тонкие структуры взаимодействуют с поверхностью на молекулярном и атомарном уровнях - их ядра и электроны перераспределяют заряды, в результате чего создается устойчивое соединение. Такие силы называются вандерваальсовыми - в честь голландского физика Ван дер Ваальса, открывшего их в 1869 году. Количество щетинок в пластинах на лапе геккона столь велико, что они создают силу соединения с поверхностью, равную 10 Ньютон на 1 квадратный сантиметр. Это много: во-первых, этого хватает, чтобы удерживаться на вертикальных поверхностях даже крупным гекконам вроде токи, а во-вторых, передвигаться даже по шершавым и неровным поверхностям, где невозможно задействовать все пластинки.
Однако не все ученые полностью согласны с таким объяснением. В 2014 году в журнале Jornal of the Royal Society Interface была опубликована статья канадских ученых во главе с Александром Пенлидисом, которые заново изучили механизм действия лап гекконов. Они выяснили, что геккон использует так называемую контактную электризацию: когда две поверхности соприкасаются, они меняются зарядами, в результате чего возникает притяжение. Эксперименты проводились для двух поверхностей: тефлоновой и полидиметилсилоксановой. Измерив заряд на лапах геккона и на поверхности после установления соединения, ученые обнаружили, что во всех случаях заряд на лапах геккона был положительным, а на поверхности - отрицательным. Сила сцепления с тефлоновой поверхностью оказалась выше, несмотря на то, что вандерваальсовые силы ему было бы легче сгенерировать на полидиметилсилоксане, что означает решающее значение контактной электризации в сцеплении лап гекконов с поверхностью.
Однако это не объясняет то, как гекконы с одинаковой ловкостью перемещаются как по ровным, так и по шероховатым поверхностям. Вероятно, им помогают оба механизма одновременно.
В любом случае, это удивительное изобретение эволюции, которое позволило этим ящерицам значительно расширить свои возможности по расселению и использованию ресурсов среды.
Если вам понравилась статья, ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал! ;-)