Seekor katak menangkap serangga, tikus, bahkan burung kecil hanya menggunakan lidah mereka, dengan kecepatan dan fleksibilitas yang tak tertandingi dalam dunia bahan sintesis. Lidah katak memang terancang lengket yang berguna untuk menangkap mangsanya tadi.
Bagaimana bisa lidah katak dapat begitu lengket?
Dalam study yang dilakukan oleh Alexis C. Noel bersama teman-teman. Mereka melakukan serangkaian film kecepatan tinggi dengan materi tes adalah lidah katak, dan tes rheologi dari air liur katak. Alexis C. Noel mendapatkan bahwa kekakuan unik lidah menghasilkan dari kombinasi bahan yang lunak, lidah viskoelastik (kelekatan) ditambah dengan air liur non-Newtonian (keregangan yang linear). Lidah bertindak seperti shock absorber pada mobil selama menangkap serangga, penyerapan energi dan juga mencegah pemisahan dari serangga. Air liur yang dapat geser-menipis menyebar pada serangga selama penangkapan, mencengkeram dengan kuat selama lidah menarik mangsa, dan meluncur jauh saat menelan. Kombinasi dari karakteristik menjadikan kerja lidah katak 50 kali lebih besar dari adhesinya dari bahan polimer sintetik yang biasa misalnya seperti mainan lengket tangan. Prinsip-prinsip ini dapat menginspirasi desain perekat reversibel untuk aplikasi kecepatan tinggi.
Ada lebih dari 4000 spesies katak dan kodok yang menggunakan lidah cambuk untuk menangkap mangsa lebih cepat daripada manusia bisa berkedip. Tidak ada mekanisme komersial yang dikenal dapat menandingi kecepatan lidah katak dalam memangsa, apalagi menangkap permukaan yang sangat bertekstur seperti lalat. Lidah katak berhasil menangkap mangsa hanya ringan. Namun, lidah katak dapat menarik berat badan 1,4 kali dari katak
Sedikit penjelasan oleh studi fisika dalam membuat lidah yang sangat lengket. Studi katak dipelajari kembali pada tahun 1800-an, ketika Augustus Waller menerbitkan sebuah makalah tentang saraf lidah katak dan papilla. Bahkan kemudian, Waller terpesona oleh, karakteristik lengket yang lunak pada lidah katak “ Sorotan dari ahli fisiologis pertama diarahkan kepada saya untuk manfaat yang tidak seperti biasanya dengan lidah dari katak dengan kekenyalan yang super dan sifat transparan dari organ ini memaksa saya untuk menelitinya pada mikroskop”. Kleinteich & Gorb adalah yang pertama untuk mengukur kekuatan tarikan lidah pada katak bertanduk Ceratophrys cranwelli; rata-rata kekuatan lekatnya adalah 3: 01 + 2: 53 kPa dengan maksimum kekuatan perekat tercatat 17,7 kPa.
Ada lebih dari 4000 spesies katak dan kodok yang menggunakan lidah cambuk untuk menangkap mangsa lebih cepat daripada manusia bisa berkedip. Tidak ada mekanisme komersial yang dikenal dapat menandingi kecepatan lidah katak dalam memangsa, apalagi menangkap permukaan yang sangat bertekstur seperti lalat. Lidah katak berhasil menangkap mangsa hanya ringan. Namun, lidah katak dapat menarik berat badan 1,4 kali dari katak
Sedikit penjelasan oleh studi fisika dalam membuat lidah yang sangat lengket. Studi katak dipelajari kembali pada tahun 1800-an, ketika Augustus Waller menerbitkan sebuah makalah tentang saraf lidah katak dan papilla. Bahkan kemudian, Waller terpesona oleh, karakteristik lengket yang lunak pada lidah katak “ Sorotan dari ahli fisiologis pertama diarahkan kepada saya untuk manfaat yang tidak seperti biasanya dengan lidah dari katak dengan kekenyalan yang super dan sifat transparan dari organ ini memaksa saya untuk menelitinya pada mikroskop”. Kleinteich & Gorb adalah yang pertama untuk mengukur kekuatan tarikan lidah pada katak bertanduk Ceratophrys cranwelli; rata-rata kekuatan lekatnya adalah 3: 01 + 2: 53 kPa dengan maksimum kekuatan perekat tercatat 17,7 kPa.
Dalam kerajaan hewan, nilai-nilai ini bukan yang tertinggi: kumbang daun dan tokek Tokay memiliki kekuatan perekat 16,5 kPa dan 100 kPa, masing-masingnya. Alexis C. Noel bersama teman-teman menunjukkan di sini bahwa kekuatan perekat saja tidak indikator yang paling akurat dari lengket. Dalam penelitian mereka juga membuat mekanisme lidah adhesi. Kleinteich mengemukakan bahwa lidah bertindak seperti selotip atau tekanan-sensitif perekat, permukaan yang rekat secara permanen yang menempel pada suatu substrat di bawah tekanan ringan [2,6]. Kami menunjukkan bahwa lidah katak bertindak lebih lengket seperti shock absorber mobil daripada perekat tekanan- sensitive ; sifat viskoelastik mengaktifkan dengan cepat gaya untuk dihamburkan dalam jaringan lidah. Adhesivitas jaringan yang disebabkan oleh air liur yang unik, mampu mengalir ke permukaan bertekstur dan melekat kuat selama menarik lidah. Dalam studi ini, mereka menjelaskan mekanisme lidah katak yang menempel. Alexis C. Noel bersama teman-teman mulai dengan video kecepatan tinggi dari proyeksi lidah. mereka kemudian melakukan pengukuran dari sifat reologi dari air liur dan sifat mekanik dari jaringan lidah. Terakhir, mereka menerapkan sifat-sifat yang diukur dalam model matematika untuk pekerjaan adhesi lidah katak
Katak lidah proyeksi. (A) Sasaran tangkapan oleh pipiens Rana. Foto diambil dengan selang 0,03 s. (B) perpindahan Lidah selama pencabutan serangga, diukur dari ujung lidah, untuk gagal menangkap serangga (segitiga merah) dan sukses menangkap serangga (kotak hitam). garis padat mewakili fit sinusoidal. (C) Model lidah menggunakan semi massal - sistem peredam. (D) Jari ditarik dari permukaan lidah menunjukkan adhesi yang kuat.
Alexis C. Noel bersama teman-teman melakukan kecepatan tinggi videografi dari umum katak macan tutul, Rana pipiens menangkap seekor jangkrik melekat di tali, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1a. Lidah katak mampu menangkap serangga di bawah 0,07 s, lima kali lebih cepat dari kedipan mata manusia. Gambar 1b memperlihatkan perpindahan lidah yang sesuai selama pengambilan kedua berhasil dan tidak berhasil. Hanya posisi vertikal lidah ditampilkan. Garis tebal menunjukkan sinusoidal sesuai untuk perpindahan lidah, dengan rincian lebih lanjut yang diberikan dalam metode eksperimental. Percepatan pada serangga bisa mencapai 120 m/s2, 12 kali percepatan gravitasi. Akibatnya, 0,5 g serangga efektif terasa lebih dari 5 g kekuatan. Gaya rekat ini memerlukan gaya adhesi yang tinggi di lidah, yang mereka selidiki pada serangkaian tes. Menyentuh lidah katak dengan jari, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1d, menunjukkan bahwa lidah cukup lengket, mirip dengan marshmallow atau permen karet. Upaya untuk melepaskan objek di lidah harus merusak ikatanya. Lidah juga bersinar tampak dari lapisan atas air liur. Kemudian, mereka menggunakan sistem spring–mass–damper (pegas-massa-peredam) mengambang untuk model menangkap mangsa (gambar 1c). Untuk itu, mereka melakukan serangkaian tes pada lidah dan lapisan air liur untuk mengumpulkan semua parameter untuk model
Mengutip dari : Noel AC, Guo H-Y, Mandica M, Hu DL. 2017 Frogs use a viscoelastic tongue and non-Newtonian saliva to catch prey. J. R. Soc. Interface 14: 20160764. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2016.0764
Post a Comment