Balistyka kameleoniego języka

Kameleon jemeński (Chamaeleo calyptratus) jest zwierzęciem zmiennocieplnym, co oznacza, że spadek temperatury otoczenia spowalnia jego metabolizm. Wydawałoby się, że w zimnie język gada nie osiągnie właściwej prędkości, by schwytać smakowity kąsek, ale to nieprawda. Okazuje się, że natura wyposażyła go w specjalny mechanizm wyrzutowy. Nie bazuje on na bezpośrednich skurczach mięśni, ale działa na zasadzie napnij i wypuść, czyli podobnie do łuku i strzały.

U gatunków zmiennocieplnych spadek temperatury może bardzo zmniejszyć prędkość poruszania, przez co mają one problem ze zdobyciem pożywienia i same łatwiej stają się czyimś łupem. W przypadku żab odległość, na którą są w stanie skoczyć, zmniejsza się w takich warunkach aż o 1/3. Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Florydy stwierdzili ku swojemu zaskoczeniu, że językowi kameleona jemeńskiego chłód wydaje się nie przeszkadzać. Działa równie sprawnie przy wysokiej i niskiej temperaturze, co oznacza, że zwierzę może się pożywić we wszystkich warunkach termicznych spotykanych w habitacie: od 3,5°C w górach do 39°C na pustyni.

Zespół Christophera Andersona stwierdził, że język jaszczurki osiąga przyspieszenie do 41 g i wysuwa się na dwie długości ciała. Czemu mechanizm wyrzutowy porównuje się do strzały i łuku? Ponieważ tkanka sprężysta języka jest naciągana przez kurczące się włókna mięśniowe. W ten sposób dochodzi do zmagazynowania w niej energii, która uwalnia się, gdy język wystrzeliwuje w kierunku ofiary. Język osiąga swą pełną długość w zaledwie 70 ms. Przy niskich temperaturach mięśnie kurczą się co prawda wolniej, lecz w tkance sprężystej magazynuje się dokładnie ta sama ilość energii.

Amerykanie posłużyli się ultraszybką kamerą Photron, by porównać w temperaturach 15, 25 i 35°C wydajność mechanizmu wyrzucania języka oraz mięśni wycofujących język z powrotem do jamy gębowej (na te ostatnie chłód będzie miał, oczywiście, wpływ). Biolodzy zauważyli, że prędkość wciągania języka zmniejszała się o ponad 42% na każde 10-stopniowe obniżenie temperatury, lecz przy identycznym ochłodzeniu otoczenia szybkość wyrzucania spadała jedynie o 10 do 19%. Doskonałe "osiągi" udawało się zachować w 20-stopniowym zakresie temperatur.

Akademicy uważają, że odkrycia ich zespołu pomogą m.in. w skonstruowaniu protez funkcjonujących dobrze także przy niskich temperaturach.

Na filmie widać dwa polowania tego samego kameleona: na górze przy temperaturze 35°C, na dole przy temperaturze 15°C. Język jest wyrzucany równie sprawnie, tego samego nie można już jednak powiedzieć o wciąganiu (materiał umieszczony dzięki uprzejmości National Academy of Sciences, PNAS).

kameleon jemeński zmiennocieplny temperatura wydajność sprawność język wyrzucanie tkanka sprężysta energia magazynować mechanizm Christopher Anderson