La articulación de tornillo biológica es una forma natural de articulación de tornillo , un dispositivo mecánico que combina el movimiento de rotación con la traslación de un solo eje. Alexander Riedel del Museo Estatal de Historia Natural de Karlsruhe y Thomas van de Kamp del Instituto de Tecnología de Karlsruhe [1] lo descubrieron en especímenes de Trigonopterus oblongus , un gorgojo encontrado en Papúa . [2]
Se realizó un examen anatómico de especímenes de la especie de gorgojo Trigonopterus oblongus , proporcionados por el Museo Estatal de Historia Natural de Karlsruhe, utilizando un microtomógrafo en el Instituto de Radiación Sincrotrón (ANKA) del Instituto Tecnológico de Karlsruhe . El análisis reveló que los gorgojos tenían un sistema de tuerca y tornillo para la articulación cadera - pierna . [1]
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El mecanismo ha sido descrito como "movimiento de rotación combinado con una traslación de un solo eje". [3]
La articulación cadera-pierna del artrópodo consta de dos partes: la coxa (o cadera) y el trocánter (o la cabeza del fémur de la pierna del artrópodo ). [4] La coxa, en el caso de los gorgojos, se asemeja a una nuez y tiene una rosca que recorre su superficie interior con un tramo angular de 345°. [2] [4] El trocánter se parece al tornillo. [4] Tiene forma de varilla con una gran brida en espiral externa , que tiene un tramo angular de 410°, más que un círculo completo, que funciona como una rosca. [2] Cuando se estiran los músculos de las patas de un escarabajo, el tornillo gira. Aunque la rosca proporciona una rotación angular muy grande, las patas delanteras de los gorgojos son capaces de girar 90°, mientras que sus patas traseras pueden girar 130°. [5]
Los gorgojos miden sólo 4 milímetros (0,16 pulgadas) de largo y pueden doblar las patas debajo del cuerpo. La articulación tiene un tamaño de sólo 0,5 milímetros (0,020 pulgadas). [1] [3] Antes de que esto se descubriera, todas las articulaciones de cadera y pierna conocidas se basaban en el sistema de articulación esférica para conexiones entre cadera y pierna, como en los humanos, como bisagras o como articulaciones de silla de montar . [1] [3] El descubrimiento es el primer caso de un sistema musculoesquelético de tuerca y tornillo en el reino animal . [1]
Se ha descubierto que el sistema de tornillo y tuerca está presente en los 15 gorgojos examinados por los científicos y parece ser una característica anatómica de los gorgojos hasta ahora desconocida. [1] [5] Se ha estimado que los gorgojos desarrollaron este sistema hace unos 100 millones de años . Se supone que el desarrollo de esta característica proporcionó una flexibilidad adicional que permitió a los gorgojos mejorar sus habilidades para trepar, mantenerse estables en reposo y tener una mayor influencia para perforar con el hocico . [1]