محققان طی دهه های گذشته با بررسی بر روی آناتومی و ساختار زیستی گوش پروانه ها دریافتند این ویژگی تنها در برخی گونه های خاص از پروانه ها یافت می شود.

آخرین تحقیقات انجام شده بر روی گوشهای موجود بر روی بالهای پروانه ایاز مناطق حاره ای به نام مورفو بوده است. در مطالعات جدید محققان دانشگاه بریستول بر روی لایه شنوایی که در لایه زیرین بالهای آبی رنگ این پروانه زیبا قرار گرفته است مشخص شد این لایه بادامی شکل بوده و در مرکز خود برجستگی مشابه زرده تخم مرغ دارد، از همین رو به این غشا لایه "نیم رو" گفته می شود.

امواج صوتی ناشی از آواز پرندگان و یا خرد شدن برگهای پاییزی به این غشا ضربه وارد کرده و به پالسهای عصبی تبدیل می شوند که در نهایت این پالسها توسط سلولهای عصبی جاندار دریافت می شوند.

برای درک چگونگی تاثیر لایه نیم رو بر شنوایی پروانه ها محققان اصواتی با فرکانسهای متفاوت را برای پروانه هایی که دامنه شنوایی آنها هزار تا 5 هزار هرتز تخمین زده شده بود پخش کردند و برای مشاهده تغییرات در لایه شنوایی از اسکنرهای لیزری استفاده کردند.

نتیجهاین آزمایش نشان داد اصواتی با فرکانسهای پایین تر تنها لایه خارجی غشا و فرکانسهای بالاتر کل ساختار از جمله ساختار کلاهک شکل را دچار ارتعاش می کند.

در کل لایه شنوایی در پروانه ها عکس العمل مناسبی نسبت به فرکانسهای پایین تر دارند و این پدیده نشان می دهد گوشهای پروانه ها بیشتر نسبت به این دامنه از صوت حساس هستند.

به گفته دانشمندان پروانه های آبی رنگ مورفو از این توانایی برای تشخیصپرنده های شکارچی استفاده می کنند به این شکل که فرکانسهای بالای صوتی را برابر با حمله پرنده و فرکانسهای پایین تر را برابر بال زدن پرنده می پندارند.

بر اساس گزارش لایو ساینس، در عین حال فرکانسهای بسیار بالا مانند فرکانسهای آواز پرندگان به پروانه هشدار می دهد که در پناهگاه خود باقی بماند و یا از ترفند استتار مخصوص به خود استفاده کند.

ابریشم ها نخ هایی مستحکم

دانشمندان به تازگی و با کمک گرفتن از مهندسی ژنتیکی در رشته های ابریشم تغییراتی ایجاد کرده اند که می تواند منجر به تولید نخ ها و پارچه های مستحکم، ضدگلوله و ضدآتش شود.
به گزارش مهر، دانشمندان امیدوارند این کشف جدید بتواند منجر به تولید نخ های مستحکم تر، باندهای ویژه برای قربانیان سوختگی و جلیقه های ضدگلوله شود.
کرم های ابریشم دست ورزی شده ژنتیکی می توانند رشته های محکمی به وجود آورند که درون آنها پروتئین تار عنکبوت وجود داشته و از این رو از کش سانی و انعطاف پذیری بالاتری برخوردارند، به این شکل چنین نخ هایی در طیف گسترده ای از مصارف پزشکی کاربرد خواهند داشت.
ویژگی هایی مانند هم نوع خواری و سلطه طلبی عنکبوت ها مانع از پرورش این جانداران برای تولید انبوه ابریشم حاصل از تار عنکبوت است. از این رو محققان دانشگاه ویومینگ تصمیم گرفتند با ایجاد تغییرات ژنتیکی در کرم های ابریشم آنها را وادار به تولید تارهای ابریشمی با ویژگی های مشابه تارهای عنکبوت کنند.
برای انجام این کار محققان کرم های ابریشم تراریختی را پرورش دادند که از توالی ژنتیکی عنکبوت ها برخوردارند. پروتئین تار عنکبوت ها از گذشته در باکتری ها، مخمرها، گیاهان، حشرات و سلول های پستانداران تراریخت تولید شده با این همه تلاش های پیشین برای ترکیب آنها با تارهای ابریشمی که توسط کرم های ابریشم تولید شده اند، با شکست مواجه شده است.
اما نتایج پروژه جدید که توسط محققان در حال اجراست منجر به تولید تارهای ابریشمی شده است که به مقاومی تارهای عنکبوت و محکم تر از تارهایی است که توسط کرم های ابریشم ساخته می شوند. محققان بر این باورند که به زودی می توان از این کرم های ابریشم در کارخانه های ساخت ابریشم های حاوی پروتئین تار عنکبوت استفاده کرد. براساس گزارش میل آنلاین، تغییرات ژنتیکی ایجاد شده در کرم های ابریشم باعث می شود تا تارهای ابریشمی ایجاد شده از ویژگی های مکانیکی کاملامتفاوتی نسبت به تارهای ابریشم در کرم های معمولی برخوردار باشند. منبع: روزنامه کیهان، شماره 20122

اما کجاست گوش شنوا

محققان هندی توانسته اند با استفاده از پیله کرم ابریشم نوعی بافت را برای ترمیم زخم های حاصل از حمله های قلبی ابداع کنند. با وجود اینکه انسانها معمولا پس از حمله قلبی سلامت خود را به دست می آورند، خود قلب هرگز مثل گذشته سلامت خود را به دست نخواهد آورد. این به آن دلیل است که نسوج ماهیچه های قلبی احیا نمی شوند، هر سلول یا بافتی که در اثر حمله قلبی بمیرد توسط مقداری بافت غیر فعال و خنثی جایگزین می شود و عملکرد قلب در اثر این فرایند تحت تاثیر قرار می گیرد.

از این رو دانشمندان تلاش کرده اند برای بهبود این وضعیت پانسمانهای قلبی تولید کنند که عملکرد آنها مانند چارچوب ها یا داربست هایی در ابعاد نانو است تا سلولهای جدید قلبی بتوانند بر روی آنها رشد پیدا کنند. مواد به کار گرفته شده در ساخت این داربست ها متشکل از فیبرین، نانوفیبر، نانوکابلهای طلایی و پلیمر است. اکنون مطالعه ای جدید نشان داده است که ابریشم به دست آمده از کرمهای ابریشم می تواند جایگزین بهتری برای تمامی این مواد باشد.

دانشمندان در موسسه ماکس پلانک که در پروژه کشت بافتهای قلبی بر روی چارچوبهای سه بعدی نانویی مشارکت داشته اند، تایید می کنند که استفاده از شیوه قدیمی از محدودیتهایی برخوردار است، از آن جمله می توان به آسیب پذیر بودن مواد به کار گرفته شده اشاره کرد که منجر به حمله سیستم دفاعی بدن بیمار به چارچوبهای مصنوعی می شد، همچنین گاهی اوقات این مواد از چسبیدن درست سلولهای ماهیچه های قلبی به چارچوبهای نانویی و تشکیل بافت کاربردی جلوگیری می کردند.

در مقابل، دانشمندان موسسه تکنولوژی “خاراگپور” در هندوستان روی یک جایگزین کاربردی تر برای این مواد مطالعه کرده و دریافتند قطعه ای به اندازه یک سکه که از پیله نوعی کرم ابریشم به دست آمده می تواند در ترمیم زخم های قلب تاثیرگذاری بهتری داشته باشد.

این قطعه می تواند جایگزینی مناسب برای نانو چارچوب های سابق بوده و در عین حال بر روی سطح آن پروتئین هایی وجود دارد که می تواند چسبندگی سلول های ماهیچه قلب را افزایش داده و تسهیل کند.

بر اساس گزارش پاپ ساینس، زمانی که این ماده ابریشمی در موسسه ماکس پلانک مورد آزمایش قرار گرفت، سلول های قلب موش که بر روی این بافت کشت داده شده بودند توانستند ارتباط میان سلولی را برای ۲۰ روز حفظ کرده و با یکدیگر به خوبی هماهنگ باشند. پیش از اینکه قطعات ابریشمی در دوره های بالینی مورد آزمایش قرار گیرند، دانشمندان باید شیوه ای علمی برای تولید میزان مورد نیاز از سلولهای قلب بیمار را بیابند

ساخت حسگر حرارتی با الهام از بال پروانه

محققان آمريكايي موفق به كشف خاصيت حسگر حرارتي ساختارهاي درختي‌ شكل سطوح بال‌هاي رنگين‌كماني پروانه‌ها شده‌اند كه مي‌تواند در آينده به ساخت آشكارسازهاي سريع و دقيق منجر شود.

محققان مركز پژوهشي گلوبال در نيويورك با بررسي بال‌هاي رنگين پروانه مورفو دريافتند كه در زمان برخورد حرارت يا پرتو مادون‌قرمز به اين ساختارها،‌ پليمر كيتين آنها گسترش يافته و باعث افزايش فاصله ميان شاخه‌هاي اين ساختار شده و طول موج نور بازتابي را به طور محسوسي تغيير مي‌دهد.

محققان براي افزايش حساسيت اين بال‌ها به پوشش‌دهي نمونه‌ها با يك لايه از نانولوله‌هاي كربني جاذب حرارت پرداختند.اين بال‌هاي پوشش داده شده مي‌توانند تفاوت‌هاي دمايي 0.018 درجه سانتيگراد را نيز نشان دهند.

فاصله ميان شاخه‌هاي ساختارهاي روي بال، وضوح فضايي حسگرها را تعيين مي‌كند. در فاصله كمتر از يك ميكرومتر، اين وضوح بيش از 20 برابر بيشتر از آشكارسازهاي موجود است.حجم كوچك اين ساختارهاي درختي در كنار ويژگي هاي كيتين به معني داغ و سرد شدن بسيار سريع آنها بوده كه آنها را به واكنش سريع در برابر تغييرات كوچك و سريع دما توانا مي‌كند.

دانشمندان دانشگاه توکیو که نتایج تحقیقات خود را در مجله Journal of Biological Chemistry منتشر کرده اند دریافتند که کرمهای ابریشم توانایی منحصربه فردی دارند. درحقیقت این کرمها می توانند بدون هیچ مشکلی مواد سمی قلیایی (آلکالوئیدها) موجود در برگهای درخت توت را بخورند.
این محققان با بررسی دستگاه گوارش کرم ابریشم دریافتند که در معده این کرم نوعی آنزیم تولید می شود که می تواند قند ساکاروز را به قند فروکتوز تبدیل کند.
برگهای درخت توت که غذای اصلی کرمهای ابریشم هستند محتوی میزان زیادی آلکالوئید است. این آلکالوئید که بسیار سمی است آنزیمهایی را که توانایی گوارش ساکاروز را دارند متوقف می کند.
این دانشمندان کشف کردند که کرم ابریشم نوعی آنزیم با عنوان "بتا- فروکتوفورانوکسیداز" تولید می کند. این آنزیم مسئول هیدرولیز قند ساکاروز به فروکتوز است و عملکرد آن با این آلکالوئیدها متوقف نمی شود.
این محققان ژنوم کرم ابریشم را مورد بررسی قرار دادند و دو ژن را بر رمزگذاری آنزیم "فروکتوفورانوکسیداز" شناسایی کردند که تنها یکی از آنها به طور موثری در این کرم بیان می شود.
این ژن که BmSuc1 نام دارد می تواند کرم ابریشم را در مقابل مواد سمی موجود در برگ توت مقاوم کند.