IRA FLATOW: Da bambino, probabilmente avevi un libro illustrato che mostrava una rana, giusto? Una rana slurping una mosca-rane mangiano mosche e insetti. Ed è uno di quei fatti che non ricordi di aver imparato, ma lo sapevi sempre, giusto? Ma se ti siedi e ci pensi, inizia a dare un po ‘ meno senso.
Come può la superficie piana della lingua di una rana afferrare e trattenere un insetto volante? E ‘ piatta. Il mio prossimo ospite ha scoperto che il segreto è nella saliva.
Alexis Noel è un dottorando in ingegneria meccanica presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta. Benvenuti a “Science Friday”. Ciao, Alexis, ci sei?
ALEXIS NOEL: Ciao, grazie per avermi invitato. Pronto?
IRA FLATOW: Prego. Mi senti? Ciao, Alexis.
ALEXIS NOEL: Sì, ti sento. Mi senti?
IRA FLATOW: Sì. Stiamo facendo uno spot telefonico. Parliamo del tuo studio. Il tuo studio guarda le lingue di rana, e il tuo ultimo studio ha guardato le lingue di gatto. Ti interessano le lingue degli animali come ingegnere? Qual è il collegamento qui?
ALEXIS NOEL: Sì, sì. Nel mio laboratorio, studiamo un sacco di cose interessanti. Così ho studiato lingue di rana per circa tre anni. Attualmente sto studiando lingue di gatto. Davvero, guardando come prendi le cose con superfici molto morbide e morbide. Questo è davvero il punto cruciale della mia ricerca.
IRA FLATOW: Mm-hmm. E hai scoperto che la saliva è una specie di colla che tiene tutto insieme.
ALEXIS NOEL: Questo è vero. Yeah. La rana ha una lingua super morbida, quasi 10 volte più morbida di una lingua umana, e utilizza questo fluido molto appiccicoso che è un po ‘ infuso all’interno del tessuto. E puoi immaginare che sia come il moccio nel tuo naso, anche più spesso del miele. E ‘ tutto molto disgustoso.
IRA FLATOW: Sì. Beh, e ‘ interessante. Non avevo capito che la lingua è 10 volte più morbida di una lingua umana. E si tratta, capisco, della stessa consistenza del tessuto cerebrale?
ALEXIS NOEL: Esatto. Abbiamo anche testato il tessuto cerebrale. Mi ricorda quando hai un pezzo di chewing gum che mastichi un po ‘ troppo a lungo e lo tiri fuori dalla bocca. E ‘cosi’ che si sente una lingua di rana.
IRA FLATOW: Hai-Non voglio diventare troppo personale qui, ma hai davvero provato a sentire lingue di rane?
ALEXIS NOEL: Ho dovuto fare molto durante gli ultimi tre anni, sì.
IRA FLATOW: Ora capisco che dici che la chiave di questa viscosità è che la saliva è reversibile. Cosa intendi con questo?
ALEXIS NOEL: Sì, è corretto. Questa è stata probabilmente la parte più affascinante di tutto questo studio. In realtà abbiamo raschiato circa 15 lingue di rana per ottenere un campione abbastanza grande da testare. Perché hai bisogno di circa un quinto di un cucchiaino di liquido per testare in un reometro. E un reometro ti dice le proprietà di base del fluido, cose come la viscosità.
Quindi abbiamo raschiato tutte queste lingue di rana e messo la saliva lì dentro. E quello che abbiamo scoperto è che la saliva della rana è in realtà un fluido diradante, il che significa che la viscosità può cambiare in base alla velocità di taglio. E questo è in realtà molto simile al ketchup. E so che tutti hanno avuto a che fare con il ketchup ad un certo punto, forse non con la saliva di rana.
Sai, se capovolgi una bottiglia di ketchup, è molto difficile che il ketchup defluisca. Ma se colpisci il fondo, il ketchup scorre. Beh, questo perche ‘stai impartendo sollecitazioni di taglio in una velocita’ di taglio all’interno del fluido. Quindi la viscosità scende effettivamente.
Così cose simili stanno accadendo con la saliva di rana quando colpisce l’insetto. Quando la lingua colpisce, la saliva diventa in realtà molto liquida e simile all’acqua. E penetrerà tutte le crepe nell’insetto. E quando la lingua torna in bocca, la saliva si indurisce e diventa più viscosa del miele. E mantiene una presa molto alta sull’insetto.
IRA FLATOW: Wow. Quanto velocemente la lingua deve viaggiare per creare la giusta quantità di forza sulla saliva?
ALEXIS NOEL: Bene, quindi quando la lingua esce dalla bocca della rana, viaggia a circa 9 miglia all’ora, o circa 4 metri al secondo. Quindi viaggia piuttosto veloce rispetto alla rana. E così è quanto velocemente colpisce l’insetto. E quando si tira indietro, l’accelerazione con cui tira l’insetto nella sua bocca è circa quattro volte l’accelerazione che gli astronauti sentono quando vanno nello spazio. Quindi si tratta di 12 G.
IRA FLATOW: Wow. Questo è “Science Friday” di PRI, Public Radio International, che parla con Alexis Noel, un dottorando. E’ un disastro della Georgia Tech e un ingegnere infernale. Scusa, non riesco mai a fermarmi quando ho qualcuno della Georgia Tech.
OK. Quindi facciamo un ulteriore passo avanti. La rana ha catturato l’insetto. Lo ha rimesso in bocca a quattro volte la velocità di un astronauta in forze G. Ce l’ha in bocca. Ora, come fa a togliere l’insetto dalla lingua se è così attaccato ad esso?
ALEXIS NOEL: Beh, penso che sia una delle mie parti preferite dello studio. Quindi questa era la domanda che ci ha spiati-ha, pun-che ci ha spiati-
IRA FLATOW: Mi piace.
ALEXIS NOEL: Per molto tempo. Come fa l’insetto a uscire dalla lingua appiccicosa una volta che è dentro la bocca? E così abbiamo osservato queste rane usando apparecchiature videografiche ad alta velocità. Li abbiamo osservati in realtà deglutire. E quello che abbiamo notato è che gli occhi vanno e vengono nel cranio e nella cavità orale e spingono l’insetto all’interno della bocca. E quindi è quel movimento di spinta dai bulbi oculari che in realtà fa scivolare l’insetto fuori dalla lingua e nella gola.
IRA FLATOW: Ora facciamo questo spettacolo da oltre 25 anni. Penso che sia la spiegazione più insolita che abbia mai sentito per un fenomeno naturale. I bulbi oculari spingono l’insetto fuori dalla lingua.
ALEXIS NOEL: Esatto. Sì. Se vedi, le rane sono note per avere questi grandi bulbi oculari bulbosi sulla superficie del cranio, e cadono completamente nel loro cranio. E tu non li vedi. E ‘ incredibile.
IRA FLATOW: Come scienziato, come lo scopri?
ALEXIS NOEL: Beh, la gente ha saputo, molti biologi hanno saputo che le rane usano i loro bulbi oculari quando ingoiano. Molti pensavano che fosse solo un meccanismo di reazione. Ma quando abbiamo guardato i video e abbiamo effettivamente visto una videografia a raggi X di insetti all’interno della bocca della rana, e abbiamo visto gli insetti scivolare fuori dalla lingua.
IRA FLATOW: Wow. OK. Quindi ora hai studiato le lingue dei gatti, ora le lingue delle rane.
ALEXIS NOEL: Sì.
IRA FLATOW: Quale lingua è la prossima, se potessi chiedere?
ALEXIS NOEL: Quale lingua è il prossimo? Beh, e ‘ un’ottima domanda. In realtà, oltre alla ricerca sui gatti, abbiamo ottenuto una lingua di tigre allo zoo locale. C’era una tigre che è morta di recente.
E così siamo stati in grado di confrontare una lingua di tigre accanto a una lingua di gatto di casa e stiamo facendo alcune scoperte sorprendenti che le spine sulla lingua di tigre sono in realtà la stessa dimensione e forma del gatto domestico, solo con più di loro. E ‘ stato divertente. Il prossimo argomento di ricerca sarà il cerume.
IRA FLATOW: Mi hai preso. Mi hai convinto tu. Non con la lingua, cerume? Dimmi.
ALEXIS NOEL: Non con la lingua, sì.
IRA FLATOW: Cosa vuoi sapere sul cerume?
ALEXIS NOEL: Quindi well beh, stiamo cercando di capire come il cerume sia in realtà un depolveratore molto efficiente all’interno dell’orecchio interno. E in realtà crea questi effetti simili a ragnatele all’interno del condotto uditivo, cattura la polvere, e poi cade dall’orecchio sgretolandosi quando c’è abbastanza polvere nel cerume. Quindi stiamo esaminando nuove applicazioni per i sistemi di raccolta delle polveri con filtrazione dell’aria.
IRA FLATOW: Wow. Alexis, prometti di tornare quando farai questo studio sul cerume? Perché –
ALEXIS NOEL: Assolutamente.
IRA FLATOW: Bene. Sara ‘ fantastico. Grazie, grazie mille per aver dedicato del tempo a stare con noi oggi.
ALEXIS NOEL: Grazie per avermi invitato.
IRA FLATOW: Non abbiamo avuto modo di parlare delle lingue dei gechi e di come usano la loro lingua per pulire i loro bulbi oculari, ma forse lo conserveremo per il prossimo. Alexis Noel è un dottorando in ingegneria meccanica presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta.
Copyright © 2016 Science Friday Initiative. Tutti i diritti riservati. Le trascrizioni di Science Friday sono prodotte su una scadenza stretta da 3Play Media. La fedeltà al file audio o video originale trasmesso/pubblicato potrebbe variare e il testo potrebbe essere aggiornato o modificato in futuro. Per la registrazione autorevole della programmazione di ScienceFriday, si prega di visitare la registrazione originale in onda / pubblicato. Per i termini di utilizzo e ulteriori informazioni, visitare le nostre pagine politiche a http://www.sciencefriday.com/about/policies/