뱀 물린의 생물 물리학

뱀독은 비 뉴턴 유체처럼 행동합니다

맹그로브 Natter, Boiga dendrophila © Dawson / CC-by-sa 2.5
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대부분의 뱀에서 송곳니는 전혀 비어 있지 않지만 치아 바깥쪽에는 하나의 고랑이 있습니다. 동물들이 여전히 독극물을 희생자들에게 효과적으로 주입 할 수있게되면서 독일계 미국인 연구팀은 다음과 같은 사실을 알아 냈습니다. 그러나 물린 자국이 환자에게 침투하면 용액이 갑자기 유동적이되어 조직에 쉽게 흡수 될 수 있습니다.

뱀은 중공 송곳니를 통해 독을 자신의 희생자에게 주입합니다. 그러나 사실, 대부분의 뱀과 다른 많은 독이있는 파충류에는 속이 비어 있습니다. 방울뱀과 같은 모든 독사 중 약 1/3만이이 전략을 사용합니다. 그러나 대다수는 다른 시스템을 개발했다. 이 종의 전형적인 대표자는 맹그로브 뱀, Boiga dendrophila입니다. 그녀는 두 번의 이빨로 피해자의 피부에 구멍을냅니다. 치아와 조직 사이에서 독이 상처로 흘러 들어갑니다.

독은 매우 점성이 있습니다

그러나 훨씬 쉽습니다 : 많은 송곳니에는 독이 상처에 들어가는 고랑 만 있습니다. 뮌헨 공과 대학의 생물 물리학자인 레오 반 헤멘 (Leo van Hemmen) 교수와 매사추세츠 대학의 생물학자인 브루스 영 (Bruce Young) 교수는 왜 진화론 생물학에서이 간단한 방법이 그렇게 성공적 일 수 있었는지 궁금해했다., 이 질문의 맨 아래에 도달하기 위해 다양한 뱀 독의 표면 장력과 점도를 조사했습니다.

독이있는 독의이 (Bothryum lentiginosum) © 매사추세츠 대학교 브루스 A. 영

그들의 측정 결과 뱀독은 놀랍도록 점성이 있습니다. 표면 장력이 높으며 이는 물과 거의 같습니다. 결과적으로, 표면 에너지는 뱀 독 한 방울을 치아의 그루브로 끌어 당겨 퍼지게합니다. 뱀은 최적의 치아 홈 구조와 독의 점도 조정을 통해 진화 과정에서 선호하는 먹이에 적응했습니다. 새를 먹는 뱀은 새 깃털의 독성 독을 더 이상 흘릴 수없는 더 깊은 고랑을 개발했습니다.

케첩 원리에 따른 흐름

연구자들은 뱀이 어떻게 독살자를 희생자 피부 아래로 가져 오는지에 대한 의문을 남겼다. 다시 말하지만, 뱀은 진화 과정에서 간계를 발전 시켰습니다. 뱀이 닫히면 고랑과 주변 조직이 통로를 형성합니다. 잎처럼 조직은이 튜브를 통해 독을 빨아들입니다. 그리고 이것을 위해 뱀 독은 특별한 방식으로 구성됩니다 : 케첩과 같이 흔들림에 의해 훨씬 더 유동적으로 변합니다. 흡입으로 인해 발생하는 전단력은 뱀 독을 크게 탈수시킵니다. 표면 장력으로 인해 독 튜브를 통해 빠르게 이동할 수 있습니다. 디스플레이

이와 같이 작동하는 유체를 과학자들은 비 뉴턴 액체라고합니다. 뱀의 경우 이것은 매우 실용적인 결과를 낳습니다. 먹이가 보이지 않는 한 독은 거터에 매달려 있습니다. 뱀이 닫히면 유리를 따라 와인처럼 가 고랑을 따라 유독 한 dreams 를 상처에 흘려 치명적으로 펼칩니다. 효과. (Physical Review Letters, 2011; DOI : 10.1103 / PhysRevLett.106.198103)

(Technical University Munich, 17.05.2011-NPO)