Настърганите щурци, добавени към храната, успокояват имунната система и подобряват чревната микрофлора.
Много хора познават библейския израз „да ям акрида и див мед“, което в алегоричен смисъл означава да живееш от ръка на уста, да водиш суров начин на живот – все пак, защото ядлив в Библията се нарича известен ядлив скакалец. И въпреки че сега, както знаем, в традиционната кухня на много народи има различни "акриди", ни се струва, че насекомите могат да се ядат само ако сте много гладни.
Въпреки това, както пишат в Научни докладиизследователи от Университета на Уисконсин в Медисън, такава диета може да бъде доста полезна за здравето - само заради "тръпчивостта". Експериментът включва две дузини здрави мъже и жени на възраст от 18 до 48 години, които или ядат обикновена храна за закуска, или смесват щурци, натрошени на прах, в мъфини и млечни шейкове.
След две седмици всичко се промени: тези, които ядат редовна закуска, вече получават храна с щурци, а тези, които ядат храна с щурци, получават редовна закуска през следващите две седмици. Всички те взеха кръвни изследвания, проби от чревна микрофлора и дори попитаха подробно за техните гастрономически навици и всичко това беше направено три пъти: в началото на експеримента, в средата (тоест, когато смениха нормалната закуска за щурци и обратно) и накрая. Докато изследователите правеха анализите, те не знаеха кои проби на кое лице принадлежат.
Според личните усещания на доброволците прахът за крикет не е причинил странични ефекти при храносмилането. Освен това, след като са яли с щурци в кръвта, те са имали по-малко TNF протеин, за който е известно, че стимулира възпалението – тоест диета с прах от насекоми успокоява имунната система. Също така след щурците се увеличи активността на един ензим, което се счита за признак на здраво черво, а в самото черво се появиха повече полезни бактерии. Bifidobacterium animalisподобряване на храносмилането.
Експериментът включваше малко хора и резултатите биха били добре потвърдени в проучвания с по-мощни статистически данни. И също така е препоръчително да разберете какво е това на щурците, което ги прави полезни. Може обаче да се предположи, че цялата работа е в хитина, естествен полизахарид, който образува екзоскелета на насекомите.
Хитинът е химически роднина на растителните диетични фибри, които също са естествено срещащ се полизахарид. Растителните фибри служат като храна за чревната микрофлора, която в същото време отделя различни полезни вещества – затова диетолозите съветват да се ядат повече зеленчуци и плодове. Хитинът, разбира се, все още се различава от растителните влакна, но може би нашите чревни бактерии също могат да се хранят с него - за взаимна полза за тях и за нас.
Храната за насекоми сега често се помни в светлината на екологичните проблеми, които идват с конвенционалното животновъдство. Насекомите имат всички необходими хранителни вещества, освен това отглеждането им понякога е по-лесно и не изисква толкова много енергия, колкото отглеждането на добитък.
Въпреки това, дори и да намерят някаква друга полза, малко вероятно е фермите за щурци, скакалци или термити скоро да заменят фермите за добитък; от друга страна, ние ядем раци и скариди, но те са по-близо до насекомите, отколкото до прасетата и кравите.
). Свързването на хитина с други химични съединения може да промени свойствата на екзоскелета. Чрез добавяне на минерални соли, например (особено калциеви соли), екзоскелетът може да стане по-твърд, като ракообразно. Протеинът има същия ефект. Това създава възможност за голямо разнообразие от екзоскелети по отношение на твърдост, еластичност
Друго важно хранително вещество, силиций, се използва от диатомеите (група от фитопланктон) за изграждане на техния екзоскелет. Диатомеите са способни на бърз и изобилен растеж при богати на хранителни вещества условия. Реките са умерени
Много полизахариди служат като извънклетъчни поддържащи елементи в клетъчните стени на едноклетъчните микроорганизми и висшите растения, както и на външната повърхност на животинските клетки. Други полизахариди са част от съединителната тъкан на гръбначните животни и екзоскелета на членестоноги. Структурните полизахариди защитават, оформят и поддържат клетки, тъкани и органи.
Силни неразтворими черупки или екзоскелети на омари, раци, както и много насекоми са изградени главно от полизахарида хитин, линеен полимер, образуван от остатъците на М-ацетил-О-глюкозамин, които са свързани помежду си чрез P- облигации
Наличието на екзоскелет има две неблагоприятни последици.
Крайният размер на тялото е ограничен, тъй като, както беше обсъдено в предишния раздел, с увеличаване на размера на тялото, съотношението на повърхността към обема намалява. Размерът на екзоскелета зависи от площта на повърхността, докато масата на животното зависи от обема. Членестоноги с размерите на слон или не биха могли да издържат собствената си маса, или екзоскелетът трябва да е толкова масивен, че животното да не може да помръдне. (Друго важно ограничение, наложено върху размера на насекомите, е свързано с механизма на дишане, който се осъществява основно
Растежът настъпва по време на линеене - при насекоми в млади стадий (ларви, нимфи), и при ракообразни и в зряла възраст. В определено време старият екзоскелет се изхвърля (molt) и се излага нов - мек и разтегателен. Животното расте, докато новата кутикула все още не се е втвърдила, благодарение на способността си да се разтяга и да увеличава размера си, което често е придружено от промяна на формата. В крайна сметка новият екзоскелет става твърд. Но дотогава животното е уязвимо за хищници. През този период скелетът не е в състояние да издържи телесното тегло и всякакъв вид движение е практически невъзможно. За водните видове този проблем не е толкова сериозен, тъй като водата им помага да поддържат телесно тегло, но по време на линеене, както водните, така и сухоземните животни, като правило, се крият в убежища, за да намалят риска да бъдат заловени от хищник.
Той се намира вътре в тялото, а мускулите са разположени извън него (за разлика от екзоскелета, в който мускулите са прикрепени и разположени вътре в него).
Насекомите притежават екзоскелет, чиято връзка с мускулите и движението е разгледана в гл. 18.1.3.
Този метод на движение се осигурява от координираната работа на три чифта крайници (ходещи крака) – по един чифт на всеки от трите гръдни сегмента. Всеки крак е система от кухи цилиндри със стени от твърд хитин (Фигура 18.1). В ставите тези цилиндри са свързани помежду си с гъвкави мембрани. Съчленението на таза (проксималния сегмент на крака на насекомото) с тялото е вид сферична става; всички останали стави на крака са с форма на блок. Флексията и разгъването на краката се осъществява от мускули антагонисти – флексори и екстензори, които са прикрепени към вътрешната повърхност на екзоскелета от двете страни на ставата (фиг. 18.1).
Екзоскелетът е покрит с водоустойчив слой, подобен на восък, който намалява загубата на вода от повърхността на тялото.
Въпреки че на пръв поглед членестоноги имат малка прилика с червеи, при по-отблизо запознаване с тях става ясно, че и двете имат общ структурен план (фиг. 2.4). Следователно можем да говорим за еволюционната линия на анелидите-членестоноги. В допълнение към екзоскелета и подвижните крайници, членестоногите се отличават от анелидите по няколко други важни характеристики. Сегментите са обединени в отделни части на тялото - главата, гърдите и корема (без да се брои сегментираната опашна област). Разбира се, същите имена се използват за описание на плановете на структурата на тялото на висшите гръбначни животни. При членестоноги има допълнително увеличаване на размера (и стойността) на главата. Тази тенденция обикновено се нарича цефализация. И накрая, крайниците са специализирани за различни двигателни функции. Повечето от тези отличителни черти са показани схематично на фиг. 2.4.
Склеротините са полимерни вещества, най-характерни за екзоскелета на членестоноги. Те са отговорни за втвърдяването и свързаното с това потъмняване на кутикулата при много видове насекоми.
Точно както в различните групи организми намираме различни анатомични решения на едни и същи проблеми с адаптацията (например използването на ендоскелети при хордови и екзоскелети при членестоноги), така и стратегията за биохимична адаптация към всеки външен фактор може да варира значително при различните организми. Несъмнено това се отнася и за приспособяването на отделителните механизми към недостиг на вода.
Хитиновият екзоскелет, понякога с варовикови включвания, може да бъде твърд, издръжлив или неравен. Всеки сегмент, като правило, носи чифт съчленени крайници, които изпълняват функцията на движение, получаване на храна или сензорен орган
Екзоскелетът ограничава растежа на животното. Този проблем се преодолява чрез периодично линеене (екдиза). Въпреки това, докато кутикулата се втвърди, животното е много уязвимо за хищници, така че насекомите обикновено се крият в убежища до края на линеене.
Zaptsgga. Някои животни, като членестоноги (раздел 18.1.3), имат екзоскелет или външен скелет, който защитава деликатните вътрешни органи. При други животни тази функция се изпълнява от части на ендоскелета или вътрешния скелет (раздел 18.1.4). При хората, например, черепът защитава мозъка и сетивата (зрение, обоняние, равновесие и слух), гръбначният стълб защитава гръбначния мозък, а ребрата и гръдната кост защитават сърцето, белите дробове и големите кръвоносни съдове.
За такива малки животни като повечето членестоноги, екзоскелетът от кухи тръбни елементи служи като много удобна опорна и двигателна конструкция, тръбата може, без да се огъва, да издържи много по-големи натоварвания от плътен цилиндър със същата маса. Въпреки това, с увеличаване на размера и масата на животното (раздел 2.8.6), такава организация става по-малко удобна - за да се поддържа достатъчна здравина, дебелината и масата на скелета трябва да се увеличат толкова много, че в краят ще бъде твърде тежък и тромав.
Отделни части на ендоскелета, както и части от екзоскелета, са съчленени от стави, макар и по-сложни. Има няколко
Екзоскелетите увеличават силата на човека, повишават производителността и възвръщат загубените способности. Те помагат на хората с увреждания, улесняват работата в индустрията и подобряват армията.
Какво е екзоскелет
В буквален превод от гръцки, екзоскелетът е външен скелет. Автоматичен дизайн, който възстановява загубените или подобрява съществуващите функции на тялото.
Състои се от здрава рамка и задвижвания, които отговарят за движението. Такива системи дублират работата на опорно-двигателния апарат, изчисляват усилията и безопасността на движенията.
Екзоскелетите се правят пасивни и активни. Първите не увеличават силата и не поемат физическа активност, а я разпределят по цялото тяло. Активните модели са фокусирани върху земята. Те поемат част от тежестта върху себе си. Така потребителят вдига повече тежести - получава се ефектът от увеличаване на силата.
Първите екзоскелети
Идеята за костюм, който подобрява способностите, произхожда от научната фантастика. Принципите по тази тема са формулирани от руско-американския машинен инженер Николай Ягн. Вярно, нещата не надхвърлиха теорията. Единствената въплътена идея е автоматично устройство, което захранва с вода парни котли - "Приятел на пожарникаря".
Първият екзоскелет е направен в Пентагона. Нарече себе си Хардиман. Това беше машина с голям манипулатор, в който трябваше да се вкара ръка за управление. Полезният му товар беше 110 кг, но Hardiman беше малко полезен. Беше твърде голям и тежък (680 кг).
От 80-те години на миналия век се появяват обещаващи проекти. През 90-те години започва производството в различни страни. Костюмите все още бяха тромави, но близо до използването им в живота.
В днешно време повечето екзоскелети се правят за медицината, армията или индустрията.
Екзоскелети за инвалиди
Ексо GT
Екзоскелет за рехабилитация след инсулт и травми на гръбначния мозък. Ekso GT е чифт роботизирани крака с патерици. Вграденият софтуер събира статистика за това колко енергия се изразходва за всяко движение на робота и какви действия човекът извършва сам.
Хибриден помощен крайник (HAL)
Предлага се за крака (HAL 3) или ръце-крака-торс (HAL 5). Помага за вдигане на товар 5 пъти повече, отколкото човек може. Необходим за рехабилитация на парализирани. Задвижващите механизми на този екзокостюм се захранват от мускулни импулси. Освен за хора със здравословни проблеми, HAL е полезен и за възрастни хора, строители, служители на МНС.
REX
Скелет за хора с дисфункция на краката. Помага при ходене, ставане, сядане, изкачване на стълби, движение назад и дори "лунна разходка". Потребителят го управлява от контролния панел и джойстика.
REX може да лекува усложненията от дълга употреба на инвалидна количка.
Феникс
Екзокостюм за свободно ходене с парализа на краката. Той се различава значително от обемните модели от последното десетилетие по размер и тегло (12 кг). Това е възможно благодарение на използването само на две задвижвания на бедрата. Коленете се държат в позиция чрез опъващи системи.
eLegs
Екзоскелет за хора с парализа или дисфункция на краката. Тегло - 20 кг. Подходящо за човек с ръст 157-193 см. Скоростта е около 3 км/ч.
Костюмът предвижда действия с помощта на сензори за накланяне, например помага за излизане от инвалидна количка, когато потребителят се движи напред и се обляга на патерици.
ReWalk
Бионичен екзокостюм за пациенти с парализа на краката. Той помага да стои, да ходи, да се изкачва по стълбите. Управлението се осъществява чрез дистанционното управление в ръка.
Военни екзоскелети
От миналия век министерствата на отбраната и военните изследователски институти на различни страни се опитват да разработят лесна, проста и издръжлива система за войниците.
В Пентагона това се прави от агенцията за напреднало развитие DARPA, в Русия - от институти и инженерни бюра, действащи по нареждане на Министерството на отбраната. Подобни проекти се изпълняват в Китай, Япония, Израел и европейски страни.
XOS 2
Един от най-известните екзоскелети за армията. Неговата задача е да увеличи физическите способности на войника. Бронята не е включена в консумативите.
Костюмът помага при логистика и нападение. Той добавя сили, достатъчни за носене на големи тежести, разрушаване на дървени греди и тухлени стени.
Талос
Това е сложен костюм. Има функции на броня и система за повишаване на силата. Той помага в борбата с екипировка до 45 кг. Костюмът следи жизнените показатели и дори спира кървенето.
Съставът и специфичните характеристики на оборудването обикновено не се публикуват - Talos се показват на тематични изложби с общо представяне.
ExoHiker
Този скелет не е позициониран като армейски скелет, но е интересен за военните. Неговата задача е да улесни носенето на тежки раници по време на похода. ExoHiker тежи 14 кг, но сваля натоварването от 70 кг. С едно зареждане, без да свързва слънчева батерия, той изминава 65 км със скорост около 4 км/ч.
Индустриални екзоскелети
H-Lex
Тежкоподемно устройство Hyundai. Подходяща е за трудноподвижни хора, но е неудобна поради големите си размери. Затова основният фокус е върху работата в индустрията. Където трябва да вдигнете до 60 кг.
Стол без стол
Този екзо-стол е за тези, които работят на крака. Облекчава напрежението в мускулите, когато трябва да сте в полуклек, клек или стоеж. Удобен за работа в работилница, на опаковъчна линия, кухня, фризьор. Апаратът е гъвкав и мобилен.
Екзокостюм
Предназначен за водолази, за да издържат на водно налягане и ниски температури на дълбочина от 300 метра. Всъщност това е подсилен водолазен костюм с тегло 240 кг с четири двигателя.
MS-02 PowerLoader
Роботизиран костюм за много задачи. Разработчиците предлагат да се използва в спасителни операции, където трябва да се вдигнат предмети с тегло до 100 кг.
В системата има няколко манипулатора, а сензорите са разположени в стъпалата на „краката“. Те анализират натоварването на човек в шест вектора и изчисляват колко машинно усилие трябва да се приложи, за да помогнат.
MAX SuitX
Екзоскелет за хамали. Дизайнът дублира мускулно-скелетната система, премахвайки част от натоварването от нея. Той постоянно виси на човек в деактивирано състояние, но автоматично разпознава момента на започване на работа и се включва.
Помощен костюм AWN-03
Силов екзоскелет от Panasonic за складови работници. Прикрепя се към раменете, бедрата и долната част на гърба. Основната задача е да се премахне натоварването от гръбначния стълб и мускулите на гърба по време на прехвърляне на тежести.
Руски екзоскелети
ExoAtlet
Руска разработка за рехабилитация на пациенти с проблеми с краката и гръбначния мозък. Един от пилотите и посланиците на ExoAtlet е параолимпийският шампион по кърлинг на инвалидни колички Виталий Данилов.
Индустриален екзокостюм от разработчици от Перм. Според изчисленията увеличава производителността на труда в инженерните, строителните и спасителните операции с 2-5 пъти.
ExoBelt
Пасивен екзоскелет от фирма ExoAtlant. Проектът все още е в процес на разработка. Предполага се, че ще облекчи до 40% от натоварването от гърба при прехвърляне на тежести.
Първият партньор на компанията ще бъде Сбербанк. Екзоскелетът ще бъде тестван от служители, носещи торби със злато и други ценности
Екзоскелети на бъдещето
Индустрията се разраства: устройствата стават все по-малки, функциите стават все по-широки. Появяват се модели не само за медицината, индустрията или армията:
ARAIG
Екзоскелетен контролер за геймъри. Той не е предназначен да носи товари или да подобрява способностите. Този костюм потапя потребителя в реалността на играта: променя температурата, симулира удара на снаряди, контакт със земята и препятствия.
Костюм, проектиран от Северноатлантическата космическа агенция за астронавти. Необходим е за работа с големи тежести в условия на нулева гравитация.
Има четири задвижвания на коляното и тазобедрената става и шест артикулации. Разработчиците планират да добавят още. Костюмът е подходящ за работа на МКС и поддържане на мускулния тонус при нулева гравитация – изпраща данни за астронавтите до лекарите на Земята.
Къде да купя екзоскелет и колко струва
Цената на материалите прави екзоскелетите скъпи. Например руски ExoAtletструва повече от 1 милион рубли. Чуждестранните костюми са много по-скъпи. Например, REX P - 9,5 милиона рубли.
Постепенно се появяват производители с по-ниски цени. Например Cyberdyne пуска HAL за ръце, крака и целия торс, който може да бъде закупен от $4200.
По-добре е да разберете цената на устройствата на уебсайтовете на производителите, но тези ресурси са подходящи и за обща информация:
- TIU
Хората шпионираха дизайна на екзоскелета на насекомите. И както показва практиката, екзоскелетът увеличава физическите способности на човек в пъти. Външният скелет работи по същия начин при насекомите. Но как мускулите са прикрепени към такъв скелет и какво защитава органите?
Въпреки действителното присъствие на скелет, насекомите принадлежат към класа на безгръбначните. Човешкият скелет, подобно на много бозайници, се намира вътре в тялото и включва гръбначния стълб, ребрата и крайниците. Мускулите са прикрепени към костите на скелета, които го привеждат в движение. Насекомите са обърнати отвътре навън.
Как комарите убиха 52 милиона души?
Когато чуем думата "скелет", обикновено веднага си представяме гол череп и гръбначен стълб, свързани с много различни кости. Наистина е така, но не всички организми на нашата планета го имат. Много животни имат външен скелет. Как изглежда и какви функции изпълнява, ще научите по-късно.
Какъв е външният скелет?
Мускулите, връзките и скелетът заедно образуват мускулно-скелетната система на тялото. Благодарение на тях всичко се случва, дори и най-малките движения по отношение на усилията. Скелетът играе пасивна роля в тази система. Това е рамка, която поддържа мускулите и предпазва вътрешните органи.
Случва се:
- интериор;
- външен;
- хидростатичен.
Най-рядко срещаният е хидростатичният скелет. Той е лишен от твърди части и е характерен само за мекотелесните медузи, червеи и анемони. Всеки има вътрешен или ендоскелет, който се състои от кости и хрущяли, изцяло покрити с телесни тъкани.
Външният скелет е характерен главно за безгръбначните животни, но може да присъства и при гръбначните животни. Той не се крие вътре в тялото, а го покрива изцяло или частично отгоре. Екзоскелетът е съставен от различни органични и неорганични съединения като хитин, кератин, варовик и др.
Не всички организми имат само един вид "скеле". Някои видове имат както вътрешни, така и външни скелети. Тези животни включват костенурки и броненосци.
полипи
Полипите са едни от най-мързеливите същества на планетата. Те избраха на практика да не се движат сами, а да живеят, вкопчени в морското дъно, като растения. Само на анемоните липсва солиден скелет. В останалата част той е представен от протеин (горгони, черни корали) или вар (мадрепор).
Варовитият външен скелет обикновено се нарича корал. В малките му дупчици се намират самите полипи, свързани помежду си с мембрана от живи тъкани. Животните образуват цели многобройни колонии. Заедно техните екзоскелети образуват "подводната гора" или рифовете, в които се намират цели острови.
Повечето от рифовете се намират във водите на Югоизточна Азия. Най-голямата колония в света е Големият бариерен риф в Австралия. Той се простира на 2500 километра и съдържа повече от 900 острова.
мекотели
Мекотелите притежават един от най-красивите и разнообразни външни скелети. Науката познава около двеста хиляди вида от тези животни, всеки от които има своя собствена структура. Екзоскелетът на повечето мекотели е представен от черупка. Може да съдържа арагонит или конхиолин с примеси на калцит, ватерит, калциев карбонат и калциев карбонат.
Някои животни имат спираловидна черупка, чиито къдрици са усукани в кръг (охлюви) или под формата на конус (люспест епитоний). В широкия край има дупка - устата. Тя може да бъде тясна и широка, овална, кръгла или под формата на дълъг процеп.
При cypria или змии всяка нова къдрица припокрива предишната, което прави спиралата трудно различима и изглежда, че изобщо не съществува. Но двучерупките наистина го нямат. Черупката им се състои от две изпъкнали симетрични части, които се отварят и затварят като кутия.
Скелетите на ракообразни обикновено не са гладки. Те са покрити с микроскопични люспи, жлебове и издутини. При някои видове шипове, килове, хребети и плочи с вариации на калциев карбонат се простират от черупките.
Членестоноги
Типът членестоноги включва ракообразни, насекоми, паякообразни и многоножки. Тялото им е добре дефинирано и сегментирано. В това отношение външният скелет на членестоноги е много различен от обвивката на коралите и мекотелите.
Всеки сегмент от тялото им е обвит от здрави кутикули (склерити) от хитин и други примеси, които са свързани помежду си с еластични и гъвкави мембрани, осигуряващи подвижност на животното.
При насекомите силната, но еластична кутикула е най-външният слой на скелета. Под него се намира слоят хиподермис и базални мембрани. Състои се от мастно-протеинови комплекси, които предотвратяват изсушаването на тялото на животното.
При ракообразните кутикулата е по-трайна и наситена с вар, който с времето става все повече и повече. При някои видове скелетът може да бъде прозрачен и мек.
Кутикулата съдържа пигменти, които придават на животните различни цветове. Отгоре обикновено е покрита с люспи, израстъци и косми (хетоиди). При някои представители кожата е снабдена с жлези, които отделят отрова или миризливи вещества.
Гръбначни животни
Силни външни обвивки се срещат при по-напредналите животни. Външният е представен от черупка. Това е надеждна защита за животното, тъй като е в състояние да издържи тегло двеста пъти повече от теглото на собственика си.
Карапаксът се състои от дебел горен кератинов слой под формата на плътно прикрепени шипове и вътрешен костен слой. Отвътре гръбнакът и ребрата са прикрепени към тях, повтаряйки дъговидната форма на черупката. Частта от скелета, която покрива гърба, се нарича карапакс, а коремният щит се нарича пластрон. Всички щитове по тях растат независимо от другите и придобиват годишни пръстени, когато животното изпадне в зимен сън.
Карапаксите могат да имат различни цветове и шарки, но най-вече цветът им е маскиран като външната среда. При звездообразните костенурки щитовете са черни и изпъкнали, с жълти "звезди" в центъра. При африканския Kynyx той е по-сдържан и има плътен жълто-кафяв цвят.
