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In che modo le zampe dei gechi aderiscono alle superfici lisce?

In che modo le zampe dei gechi aderiscono alle superfici lisce?

I gechi sono in grado di camminare sulle pareti o sul soffitto. L'animazione presenta la spiegazione di questa abilità.

Biologia

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geco, terrario, Van der Waals, adesione, legame secondario, squama cornea, animale, vertebrati, rettile, insettivoro, nettarivoro, biologia

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Geco diurno di polvere d'oro

  • Geco diurno di polvere d'oro - Questa specie di geco, originaria del nord del Madagascar e delle isole situate nelle sue vicinanze, è una delle specie più colorate di gechi. Prende il nome dai punti giallastri sul dorso. L'animale è lungo 10-13 cm e pesa 40-80 g. Il suo corpo è verde giallastro o verde brillante, mentre le sue zampe sono per lo più blu. Di solito vive su arbusti di banane e palme. È attivo durante il giorno e si nutre di insetti, piccoli rettili e frutti.

Sin dai tempi antichi si cercava di capire l'abilità dei gechi di camminare con sicurezza su superfici lisce verticali o persino sul soffitto. Tuttavia, fu solo all'inizio del XXI secolo che gli scienziati riuscirono a rispondere a questa domanda. La spiegazione del fenomeno risiede nella particolare anatomia dei polpastrelli dei gechi. La forte adesione tra le zampe dei gechi e le superfici lisce è il risultato delle forze di attrazione tra le molecole, note come forze di van der Waals.

Anatomia dell'animale

  • zampe - I polpastrelli delle zampe sono ricoperti di piccole setole che terminano in una struttura a spatola. In totale ci sono diversi miliardi di spatole che assicurano una forte adesione, grazie all'interazione di van der Waals: per questo i gechi possono camminare anche sul soffitto.
  • apertura del condotto uditivo
  • anello azzurro intorno agli occhi
  • motivo dorsale rossastro
  • Lunghezza: 10-13 cm
  • coda leggermente appiattita - In situazioni di pericolo è in grado di distaccarsi. Questo fenomeno è chiamato autotomia.

Anatomia della zampa

  • setole - Il loro diametro è di circa 5 micrometri, mentre il capello umano più sottile è di circa 19 micrometri. Ogni millimetro quadrato del polpastrello contiene circa 14000 setole, quindi le 4 zampe ne contengono complessivamente circa 6,5 ​​milioni.
  • setola - Il loro diametro è di circa 5 micrometri, mentre il capello umano più sottile è di circa 19 micrometri. Ogni millimetro quadrato del polpastrello contiene circa 14000 setole, quindi le 4 zampe ne contengono complessivamente circa 6,5 ​​milioni.
  • spatole - Ogni setola si ramifica verso l'estremità e termina in 100-1000 spatole, quindi in totale ci sono diversi miliardi di spatole. Fra le spatole e la superficie si forma una debole forza di dispersione. La moltiplicazione di queste forze di interazione garantisce una forte adesione, che potrebbe sostenere anche più di cento chili di peso. ll geco stacca la zampa dalla superficie cambiando l'angolo delle setole. Il distacco non richiede sforzi, perché i legami non si rompono simultaneamente.
  • spatola
  • Interazione di van der Waals - Tra la superficie e le estremità delle spatole si formano forze intermolecolari deboli. La spiegazione di questo fenomeno è l'oscillazione dei nuclei: nella molecola apolare si formano spostamenti istantanei di carica, quindi la molecola viene polarizzata temporaneamente. Il dipolo temporale induce un'altra molecola vicina, che si polarizza a sua volta, e tra le due molecole si forma un'attrazione elettrica.

Adesione e stacco

  • spatola
  • Interazione di van der Waals - Tra la superficie e le estremità delle spatole si formano forze intermolecolari deboli. La spiegazione di questo fenomeno è l'oscillazione dei nuclei: nella molecola apolare si formano spostamenti istantanei di carica, quindi la molecola viene polarizzata temporaneamente. Il dipolo temporale induce un'altra molecola vicina, che si polarizza a sua volta, e tra le due molecole si forma un'attrazione elettrica.
  • adesione
  • stacco

Animazione

I gechi sono rettili, tenuti a volte come animali domestici, noti per la loro capacità di camminare sui muri o addirittura sul soffitto. Questa abilità speciale è dovuta all'anatomia delle loro zampe.

I polpastrelli delle zampe sono ricoperti di piccole setole. Il diametro di una setola è di circa 5 micrometri, quindi è molto più sottile del capello umano, che è di circa 19 micrometri di diametro. In totale ci sono 6,5 milioni di setole sulle 4 zampe dell'animale. Ogni setola si ramifica verso l'estremità e termina in 100-1000 spatole, quindi in totale ci sono diversi miliardi di spatole. Fra le spatole e la superficie si forma una debole forza di dispersione. La moltiplicazione di queste forze di interazione garantisce una forte adesione, che potrebbe sostenere oltre cento chili di peso.

ll geco stacca la zampa dalla superficie cambiando l'angolo delle setole. Il distacco non richiede sforzi, perché i legami non si rompono simultaneamente.

Interazione di van der Waals

  • nuvola elettronica
  • nucleo atomico - Il movimento interno del nucleo (carica positiva) e della nuvola elettronica (carica negativa) crea piccolissimi dipoli istantanei.
  • attrazione elettrostatica - Quando due particelle si avvicinano e una di loro si polarizza, il suo polo positivo respinge il nucleo dell'altra e attrae la sua nuvola elettronica. In questo modo viene indotto un dipolo istantaneo sulla molecola vicina e creata un'interazione elettrostatica tra le due particelle. Questa interazione è piuttosto debole, il più debole dei legami chimici secondari. Tuttavia, a causa della grande superficie totale delle spatole, si forma una forte adesione.

L'adesione delle spatole sulla superficie è fornita da forze di van der Waals. La spiegazione di questo fenomeno è l'oscillazione tra i nuclei: nella molecola apolare si formano spostamenti istantanei di carica, quindi la molecola viene polarizzata temporaneamente. Quando due particelle, ad esempio quella della zampa del geco e quella della superficie, si avvicinano e una di loro si polarizza, il suo polo positivo respinge il nucleo dell'altra e attrae la sua nuvola elettronica. In questo modo viene indotto un dipolo istantaneo sulla molecola vicina e creata un'interazione elettrostatica tra le due particelle. Questa interazione è piuttosto debole, il più debole dei legami chimici secondari. Tuttavia, a causa della grande superficie totale delle spatole, si forma una forte adesione.

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