Giải mã bí ẩn về khả năng trườn của rắn

Các nhà khoa học Mỹ vừa tìm ra bí quyết giúp rắn bò trên những mặt phẳng nhẵn. Phát hiện giúp chúng ta giải quyết một trong những bí ẩn lâu đời nhất, đồng thời giúp các kỹ sư thiết kế những robot tìm kiếm và cứu hộ hiện đại hơn. 

Giải mã bí ẩn về khả năng trườn của rắn

Rắn sữa Pueblan. Ảnh: bcsnakes.com.


Toàn thân rắn được bao phủ một lớp vảy, song vảy của chúng hoàn toàn khác với vảy cá. Vảy rắn là do tầng sừng ở phía ngoài cùng của da biến thành nên cũng được gọi là vảy sừng, trong khi vảy của đại đa số các loài cá là tầng chân bì phía trong cùng của da biến thành. Vảy rắn dẻo dai, không thấm nước. Sự phát triển của vảy không tương ứng với sự lớn lên của cơ thể. Rắn lớn lên nhờ những lần lột xác. Sau mỗi lần lột xác, vảy mới sẽ lớn hơn vảy cũ một chút. Vảy rắn, không chỉ ngăn chặn sự bốc hơi của nước, giúp cơ thể khỏi bị tổn thương, mà còn giúp chúng di chuyển.

Vảy trên thân rắn có 2 loại: vảy bụng (ở chính giữa bụng, tương đối lớn và có hình chữ nhật) và vảy thân (nhỏ hơn vảy bụng và nằm ở hai bên vảy bụng kéo dài đến mặt lưng). Vảy bụng kết nối với xương sườn thông qua cơ sườn.

Rắn không có xương mỏ ác, nên xương sườn có thể cử động tự do theo hai chiều trước và sau. Khi cơ sườn co bóp, xương sườn tiến về phía trước khiến vảy bụng hơi vểnh lên. Đầu nhọn của vảy cọ xát với các vật thể bên dưới, đẩy cơ thể tiến về phía trước theo hình sóng.

Nhiều người biết rắn tận dụng lực ma sát của đá, rác và các vật thể khác khi trườn qua địa hình gồ ghề. Nhưng chưa ai giải thích được tại sao chúng di chuyển được trên bề mặt trơn hoặc nhẵn – nơi mà lực ma sát rất nhỏ hoặc không tồn tại. David Hu – một chuyên gia về sự di chuyển của động vật của Viện công nghệ Georgia (Mỹ) – tuyên bố ông và đồng nghiệp đã tìm ra câu lời.

Nhóm nghiên cứu tiến hành gây mê đối với 10 con rắn sữa Pueblan (loài rắn không có nọc độc, dài trung bình 35 cm, trên thân có những dải màu đỏ, đen, vàng và trắng). Sau khi thuốc mê phát huy tác dụng, họ tính toán lực mà chúng cần tạo ra để bò theo nhiều hướng. Kết quả cho thấy, lực mà rắn cần để di chuyển sang ngang lớn gấp đôi so với lực để chúng di chuyển về phía trước song lại bằng 50% so với lực mà rắn tạo ra để lùi.

Nhóm chuyên gia còn ghi hình những cử động của rắn để phân tích. Họ nhận thấy vài đoạn trên cơ thể chúng nâng khẽ lên khỏi bề mặt bên dưới khi di chuyển. Thủ thuật này giúp rắn giảm được sự cọ xát không cần thiết, đồng thời tạo ra áp suất lớn hơn lên những phần đang đẩy chúng về phía trước. Khi Hu kết hợp hai chuyển động trên vào mô hình máy tính, ông nhận thấy con rắn ảo trườn nhanh và uyển chuyển như rắn thật.

Lakshminarayanan Mahadevan, một nhà toán học của Đại học Harvard (Mỹ), đã nghiên cứu chuyển động của rắn trong nhiều năm. Ông cho biết, giới khoa học biết về các đặc tính ma sát của da rắn từ thập niên 40 của thế kỷ trước, song Hu là người đầu tiên kết hợp thao tác nhấc thân và cọ xát để giải thích bí mật của rắn.

Phát hiện của Hu có thể giúp các kỹ sư thiết kế những robot tìm kiếm và cứu hộ trong các tòa nhà sập mỗi khi có động đất hay chiến tranh. Trước đây các nhà phát minh đã tạo ra nhiều robot có hình dạng giống rắn, song chúng không thể di chuyển trên những bề mặt nhẵn. Hu cho rằng robot có thể làm điều đó nếu chúng được bọc trong lớp da có khả năng bắt chước vảy rắn.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Bí ẩn những món ăn trong ngày lễ ma quỷ Halloween

Bí ẩn những món ăn trong ngày lễ ma quỷ Halloween

Cũng như các ngày lễ khác, trong lễ Halloween, người ta thường ăn một số món ăn đặc trưng và mang ý nghĩa đặc biệt cho dịp này.

Đăng ngày: 25/10/2018
Giải cứu trăn khổng lồ dài 10 mét sang đường, bị xe đè kẹt cứng

Giải cứu trăn khổng lồ dài 10 mét sang đường, bị xe đè kẹt cứng

Theo Sputnik, dân làng ở Indonesia đã giúp giải cứu con trăn khổng lồ dài tới 10 mét trên đường Axis 10 dẫn đến thành phố Palopo.

Đăng ngày: 23/07/2018
Là một trong những giống chó trung thành bậc nhất, tại sao ngao Tây Tạng vẫn cắn chủ?

Là một trong những giống chó trung thành bậc nhất, tại sao ngao Tây Tạng vẫn cắn chủ?

Về cơ bản, ngao Tây Tạng (hoặc ngao Tạng) nổi tiếng vì khả năng trung thành tuyệt đối với chủ nhân. Đó là một trong những đặc điểm giúp chúng trở thành loài chó đắt nhất thế giới trong nhiều năm liền.

Đăng ngày: 20/07/2018
Lý do quạ giao phối với xác đồng loại

Lý do quạ giao phối với xác đồng loại

Quạ là loài chim có tập tính xã hội cao và chúng vẫn tiếp tục quan hệ gắn bó cả sau khi chết. Những con quạ sống thường tụ tập và kêu ầm ỹ gần xác đồng loại, theo Live Science.

Đăng ngày: 20/07/2018

"Điểm mặt chỉ tên" những "hung thần" mạnh không kém chó ngao Tây Tạng

Bản tính hung dữ một phần nào đó vẫn tồn tại trong những loài chó đã được thuần dưỡng hiện nay.

Đăng ngày: 20/07/2018
Loài rắn lớn nhất Nhật Bản có thể

Loài rắn lớn nhất Nhật Bản có thể "vô tư" leo tường vào nhà dân mà chẳng ai sợ - vì sao?

Chúng có thể bơi lội dưới những kênh rạch bao quanh các khu dân cư hay trèo lên các ngôi nhà cao tầng của Nhật Bản để tìm kiếm con mồi yêu thích.

Đăng ngày: 19/07/2018
Các nhà khoa học tình cờ phát hiện ra loài rắn mới độc kinh hoàng chỉ sống ở Úc

Các nhà khoa học tình cờ phát hiện ra loài rắn mới độc kinh hoàng chỉ sống ở Úc

Loài rắn mới này được đặt tên là "Bandy-Bandy". Do đặc tính sống chui lủi trong hang, các nhà khoa học Úc rất bất ngờ khi vấp phải nó tại một khu vực gần biển.

Đăng ngày: 18/07/2018
Tiêu điểm
Khoa Học News