我國科學家揭示蜜蜂腹部變形機制 可為變體飛行器設計提供參考

2020-11-25 中國軍網

新華社北京8月27日電(記者張漫子)當蜜蜂在花叢中飛來飛去、採集花蜜的時候,它們的腹部如何彎曲、如何伸縮運動?中國科學家通過探索蜜蜂節間褶的超微結構,發現蜜蜂能夠自如操控它們的腹部形狀,而蜜蜂腹部高頻伸縮和彎曲變形的這一運動機制為人類設計變體飛行器提供參考。

這是近日清華大學閻紹澤教授團隊在美國《昆蟲科學雜誌》上發文闡明的內容。

為揭示蜜蜂腹部的變形運動機理,閻紹澤團隊用高速攝影機觀察蜜蜂在飛行及在受到約束時如何彎曲它們的腹部,研究發現蜜蜂能操控它們的腹部形狀,其腹部具備高頻伸縮和向腹部內側大角度彎曲的特殊運動能力。

閻紹澤介紹,採用掃描電鏡和同步輻射相襯CT技術在亞微米尺度上觀察分析蜜蜂背腹板的連接結構,發現了蜜蜂節間褶的超微結構形式,這種超微結構在蜜蜂腹部實現高頻伸縮和向腹部內側的大角度彎曲上發揮了主要作用。

閻紹澤團隊還發現,蜜蜂吸食花蜜時,其腹部進行高頻的「呼吸」運動,配合口器吸食動作,提高了飲食效率。這種節間褶的特殊構型使得蜜蜂腹部具有高度機動的伸縮能力和彎曲變形能力,將對設計高機動性和特殊變形需求的空間幾何變體結構,如空天變體飛行器結構提供重要的參考價值。

相關焦點

  • 我國科學家正研究「更柔軟」航天飛行器,使其具備隨時變形能力
    如果航天飛行器具備隨時變形或適應環境連續改變能力等特殊性能,那麼就可以在複雜飛行環境中完成更多更具挑戰性的任務。記者從正在舉行的2020年中國航天大會上了解到,在全球航天這一前沿領域,我國科學家正進行相關研究。
  • 早讀|我國正在研究柔性變形飛行器
    上海今天多雲到陰有短時小雨,最高溫度26℃,明天最低溫度20℃§今日關注▌我國正在研究柔性變形飛行器※如果航天飛行器具備隨時變形或適應環境連續改變能力等特殊性能,那麼就可以在複雜飛行環境中完成更多更具挑戰性的任務
  • 我國科學家揭示麻雀選食高粱的分子機制
    我國科學家揭示麻雀選食高粱的分子機制 來源:光明日報 • 2019-09-26 15:45:42
  • 科學家揭示蜜蜂飛翔奧秘
    蜜蜂飛翔背後原因獲揭示。
  • 微型飛行器:像昆蟲那樣飛(圖)
    各國爭先研製發展隱蔽、靈活的仿昆蟲式微型飛行器   遼寧日報:看來,蜜蜂、果蠅的飛行,無論從動力機制、身體構造及飛行形態來說都是很奇特的,這對我們有什麼啟示?  孫茂:模仿鳥的大型飛機早已研製成功,技術相對成熟,微型飛行器(MAV)是上世紀90年代出現的一種新型飛行器,最初尺寸為10釐米大小,但身軀變小的趨勢越來越明顯,目前甚至以製造蜜蜂大小的飛行器為目標。
  • 我國科學家揭示全新DNA複製起始位點調控機制
    目前,表觀遺傳因素對染色質上DNA複製起始位點的選擇機制仍然不清楚。我國科學家發現含有組蛋白變體H2A.Z的核小體能夠通過直接結合甲基化酶SUV420H1,促進核小體上的H4組蛋白第20位賴氨酸發生二甲基化修飾(H4K20me2)。
  • 我國科學家揭示神經肌肉接頭突觸形成的「陰陽」調和機制
    首頁 » 我國科學家揭示神經肌肉接頭突觸形成的「陰陽」調和機制 我國科學家揭示神經肌肉接頭突觸形成的「陰陽」調和機制 來源:上海生命科學研究院 2007-07-20 09:39
  • Nature:我國科學家揭示組蛋白變體H2A.Z調節DNA複製起點機制
    2020年1月4日訊/生物谷BIOON/---DNA複製是一種受到嚴格控制的過程,這可確保在細胞增殖過程中基因組的精確複製。複製起點(replication origin)決定了基因組複製的起始位置,並調節了整個基因組複製程序。人類基因組包含成千上萬個的複製起點。但是,每個細胞周期僅使用其中的10%。那麼如何選擇複製起點呢?
  • 中國農業大學周欣教授課題組在東方蜜蜂遺傳多樣性的形成和適應機制的研究上取得重要成果
    近日,中國農業大學植物保護學院周欣教授課題組聯合吉林省養蜂科學研究所和揚州大學等單位開展合作研究,通過大規模的群體基因組重測序和數據分析釐清了我國東方蜜蜂亞種級別的群體遺傳結構,重塑了該物種最年輕支系的演化和適應歷史。同時,該研究結合演化選擇分析和RNAi等實驗驗證方法,揭示了在大陸東方蜜蜂群體分化過程中與生境適應和採集分工相關的關鍵基因。
  • 變形晶體材料有望使蒸發能成為重要的清潔能源
    如果人類能對該過程加以利用,將有望獲得一種清潔能源,為機械設備提供動力。《自然·材料》雜誌當地時間9月14日發文稱,美國紐約城市大學高級科學研究中心(ASRC@CUNY)領導的國際團隊,詳細介紹了變形晶體材料的開發歷程——這種晶體材料可以直接將蒸發能轉化為強大的動能。這種晶體材料由生物構築塊(三肽)的簡化變體構建,具有溼度響應性。它非常堅硬,同時又能產生形變。
  • 北京大學在智能微納變體機器人領域取得重要進展
    具有變體功能的智能微納機器人(Reconfigurable Intelligent Micromachines) 可以響應外部環境變化,自適應變換出相應的功能形態,未來潛在應用於多功能靶向治療、組織修復、細胞操作、生物檢測等,具有極其重要的應用意義。然而,受限於材料、設計方法、驅動控制技術等,實現具有複雜變形功能的微納米變體機器人的智能化非常具有挑戰性。
  • 科學家解密我國本土熊蜂遺傳密碼
    中國青年報客戶端北京9月27日電(中青報•中青網記者 邱晨輝)記者今天從中國農業科學院獲悉,該院蜜蜂研究所近日攜手國內外多家科研單位,首次為16種我國本土熊蜂繪製了參考基因組序列,並對其進行比較基因組學研究,揭示熊蜂基因組進化的分子機制,鑑定出與熊蜂生態適應性及行為特徵相關的基因,為我國本土熊蜂遺傳改良提供了寶貴的基因資源。
  • 中國液態金屬研究再獲突破,可為4D列印等提供新方向
    中國液態金屬研究再獲突破,可為4D列印等提供新方向 中國證券網 2016-11-11 11:27 來源:澎湃新聞
  • 我國科學家揭示鋅指抗病毒蛋白ZAP識別RNA的分子機制
    而ZAP識別RNA的序列特徵和作用分子機制一直是亟待解決的科學問題。我國科學家對不同ZAP蛋白的截短體和不同序列、不同長度的富含胞嘧啶和鳥嘌呤(CG)二核苷酸的單鏈RNA複合物進行晶體篩選,最終得到了解析度為2.19?的ZAP蛋白N端結構域(NZAP)與6-nt(CGUCGU)單鏈RNA複合物的晶體結構。基於該結構,研究人員確證了ZAP特定位點對RNA結合和抗病毒功能的重要性。
  • 強大的人造肌肉,或將為未來的軟機器人,可穿戴設備提供動力!
    人造肌肉或將為未來的軟機器人和可穿戴設備提供動力。但為了設計和製造新設備,需要更多地了解這些強大結構的基本機制。現在,哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的科學家們,發現了人造肌肉纖維的一些基本物理特性。
  • 從位錯角度揭示合金變形機理
    導讀:本文揭示了非螺旋位錯以及眾多位錯滑移面出乎意料的優勢,為解釋類似合金的異常高溫強度的理論提供了依據。為合金設計策略提供了一個位錯認識視角,使材料能夠在不同的溫度範圍表現優異。難熔多主元合金(MPEAs)是一種很有前途的材料,可以滿足很多結構應用要求,但在這些合金的體心立方(bcc)變體中,需要從根本上不同的途徑來適應塑性變形。近日,來自美國加州大學聖巴巴拉分校的Daniel S.
  • Nature:我國科學家揭示鈣調蛋白調節RyR2受體機制,為治療心臟病...
    80%以上的蘭尼鹼受體摺疊成一種多結構域的細胞質組裝體,可感知與各種調節物(從離子到蛋白)之間的相互作用。對RyR2活性的精確調控對於每次心跳都是至關重要的。異常的RyR2活性與危及生命的心律失常相關。分子量為17kDa的鈣調蛋白(CaM)是一種重要的鈣傳感器,在大多數鈣信號轉導事件中起著重要作用。