Forskare har filmat ögonfransgeckor med höghastighetskameror när de hoppar mot horisontella, lutande och helt vertikala landningsytor. Mätningarna visar att kroppens böjning vid islaget fungerar som en inbyggd stötdämpning.
Byggd för att landa på väggar
Att klättra på en vertikal yta är en sak. Att hoppa rakt mot en vägg och landa kontrollerat, utan att studsa av eller falla, är en betydligt större utmaning – och en som ögonfransgeckon hanterar med imponerande precision.
Studien, publicerad 2021 i Scientific Reports av Timothy Higham och kollegor, är särskilt värdefull eftersom den studerade ögonfransgeckon direkt – inte en annan geckoart vars resultat sedan extrapolerats. Forskarna filmade djuren med höghastighetskamera när de hoppade mot horisontella, 45 graders lutande och helt vertikala landningsytor.
Resultaten visade stora skillnader beroende på landningsvinkel. Vid horisontella landningar uppmättes en genomsnittlig islagskraft på cirka 5,22 newton under bara 17,7 millisekunder, medan vertikala landningar gav en betydligt lägre kraft på cirka 1,01 newton utspridd över hela 69,7 millisekunder. Kroppens böjning vid islaget fungerar med andra ord som en inbyggd stötdämpning som sprider ut kraften över längre tid ju brantare ytan är.
Intressant nog visade studien att geckoarna inte omorienterar kroppen i luften för att förbereda sig för olika landningsvinklar. Anpassningen sker i stället helt vid själva islaget, genom en passiv kroppsrörlighet i kombination med de häftande tåbalkarna som griper tag i samma ögonblick som kontakt sker.
Den här förmågan är avgörande i en livsmiljö som det tropiska trädkronetaket i Nya Kaledonien, där avstånd mellan grenar, stammar och blad ofta måste överbryggas snabbt. Ett misslyckat hopp i naturen kan innebära ett fall från stor höjd, vilket gör en pålitlig landningsteknik till en fråga om överlevnad snarare än bara bekvämlighet.
En näraliggande studie av Jusufi och kollegor (2017, Journal of the Royal Society Interface) visade dessutom att vissa trädlevande geckoarter kan använda svansen för att återfå balansen efter en missriktad landning på en trädstam – ett mekanistiskt besläktat exempel, även om den studien gällde en annan, glidande geckolinje och inte ögonfransgeckon direkt. Genom att förstå exakt hur ögonfransgeckon fördelar kraft och grepp vid landning får forskare inom bland annat robotik och biomekanik värdefull kunskap om hur man kan konstruera klättrande robotar som ska hantera liknande utmaningar.
Källor
- Higham, T.E., Hofmann, M.N.S., Modert, M., Thielen, M. & Speck, T. (2021). ”Jumping with adhesion: landing surface incline alters impact force and body kinematics in crested geckos.” Scientific Reports, 11, 23043. https://www.nature.com/articles/s41598-021-02033-4