Ozubená kola považuje asi většina čtenářů za lidský vynález. Naše stroje jsou jich plné. Vědci teď ale objevili členovce, který je používal dávno před námi. Jmenuje se kornatka hnědá.
Kornatky žijí v trávě. Možná byste nějakou chytili i na trávníku u vás před domem. Kornatka hnědá, vědeckým jménem Issus coleoptratus, je na Britských ostrovech běžná. Vyskytuje se i v Česku. Stejně jako mnoho jiných druhů hmyzu vyniká skokanskými schopnosti. Používá své dlouhé a silné zadní nohy, aby se katapultovala na vzdálenost víc než stonásobně přesahující délku jejího těla. Při katapultáži je klíčová vzájemná koordinace nohou. Pokud by jedna vystřelila o něco dřív, začal by hmyz během skoku rotovat a mohl by špatně dopadnout.
Právě ke koordinaci během skoku slouží kornatkám nově objevené ozubené převody. Všimli si jich Malcolm Burrows a Gregory Sutton z Cambridgeské univerzity. Podivné anatomické řešení popisují v časopise Science.
Noha hmyzu má pět částí: kyčel, příkyčlí, stehno, holeň a chodidlo. Je to základní schéma. Jednotlivé části mohou mít u některých skupin hmyzu články navíc, nebo být vzájemně srostlé. Hmyz je rozmanitý. Ozubený převod mají nedospělé kornatky na příkyčlích zadních nohou, které k sobě v jejich případě těsně přiléhají. Jakmile se začne pohybovat jedna z nich, dá se vlivem převodu do pohybu i druhá. Můžete to shlédnout na vloženém krátkém filmu.
Problém rychlosti
K čemu drobný členovec něco tak bizarního potřebuje? Proč pohyb nohou nekoordinuje pomocí nervové soustavy a mozku, jako to dělají třeba lidští skokani do dálky? Pro kornatky je nervový přenos příliš pomalý. Jejich nohy se pohybují s přesností do třiceti milióntin sekundy. Na koordinaci takových pohybů jsou, obdobně jako u jiných rychlých pohybů v hmyzí říši, nervové buňky příliš pomalé.
Známý příklad podobného problému je mávání křídly. Mnoho druhů hmyzu musí pohybovat křídly rychleji, než by zvládaly pomalé nervové vzruchy, chce-li se udržet ve vzduchu. Proto existuje řada přizpůsobení, která převádějí jeden nervový impulz na větší množství mávnutí.
Cesta, kterou zvolily kornatky, je ale podivná i na hmyzí poměry. O zvláštních strukturách na jejich příkyčlích už entomologové ví nejméně od padesátých let minulého století. Nikdo ale nevěděl, k čemu slouží. Podobných struktur s neobjasněnou funkcí jsou anatomické knihy plné. Proto je pravděpodobné, že se dočkáme ještě dalších překvapení.
Ozubená kola budoucnosti
Převodový mechanizmus vlastní jen nedospělá vývojová stádia kornatek. Ty jako všechen hmyz prochází během života proměnami, během nichž se zbavují staré vnější kostry a vytváří si novou. Příkyčlí dospělých jedinců jsou větší. Jejich vzájemné tření by mohlo stačit ke koordinaci pohybu nohou při skoku, aniž by byly potřeba zuby.
Mechanizmus je také choulostivý. Pokud se některý zub zlomí, přestane převod fungovat. Nedospělé kornatce to tolik nevadí. Při dalším svlékání si udělá nový zub. Dospělé zvíře ale musí vydržet ve stejné podobě zbytek života.
Objev by mohl mít i praktický význam. Mohl by pomoci konstruktérům s návrhy miniaturních strojů. Běžná ozubená kola přestávají od určité minimální velikosti pracovat. Zuby v převodovém mechanizmu kornatek mají odlišný tvar než zuby v lidských strojích. Připomínají žraločí ploutev. Asi by se vyplatilo prozkoumat, jestli se ke konstrukci drobných převodů nehodí lépe.
