Наука в Действии прикладная наука, эксперименты, объяснения

Как восковые кристаллы делают кувшинчик скользким

Микроскопический восковой рельеф уменьшает реальную площадь контакта лапок насекомого, мешает работе коготков и в некоторых видах способен загрязнять клейкие подушечки.

Стенка покрыта сложным микрорельефом

Внутренняя проводящая зона многих Nepenthes несёт толстый слой эпикутicularного воска. У N. alata описаны два слоя с различной структурой, составом и механическими свойствами. Пластинки и взаимосвязанные элементы образуют поверхность, которая выглядит гладкой для глаза, но сложна на масштабе лапки.

Подушечка касается только вершин

Мягкие адгезивные органы насекомого должны тесно прилегать к основанию. Определённый диапазон шероховатости сокращает истинную площадь контакта: поверхность слишком неровная для подушечки, но её выступы слишком малы, чтобы коготки могли надёжно зацепиться. Измерения трения подтверждают снижение удерживающей силы.

Разные виды используют несколько механизмов

Работа 2005 года показала, что верхний более хрупкий слой способен загрязнять лапки частицами, а нижний уменьшает площадь контакта. Более позднее исследование для других образцов обнаружило стабильную трёхмерную структуру и подчеркнуло роль самой микрошероховатости. Значит, нельзя свести все кувшинчики к одному объяснению.

Направление движения тоже важно

Форма клеток и кристаллов может создавать анизотропию: движение внутрь и попытка выбраться происходят не в одинаковых условиях. Кроме восковой зоны, у ловушки работают влажный край, геометрия стенок и пищеварительная жидкость. Скользкость — часть комплексной биологической системы.

Видео опыта

Исходный эксперимент можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».