Ozubené soukolí vymyslela příroda

Nejenže člověk nevynalezl šroub a matici (Vesmír 90, 477, 2011/9), ale nevymyslel ani ozubené soukolí. Příroda jej opět předběhla o několik milionů let a ozubenou převodovkou obdařila kornatku hnědou (Issus coleoptratus). Tento malý hmyz ze starobylého podřádu křísů (Auchenorrhyncha) je rozšířen po celé Evropě. Jeho nymfy dokážou skočit na neuvěřitelnou vzdálenost, mnohasetnásobně přesahující délku jejich těla. Aby byl takový skok přesně směrován, je nutná vzájemná koordinace obou no s maximálním rozdílem nanejvýše 0,00003 sekundy. Pokud by jedna noha vystřelila o něco dřív, začal by hmyz během skoku rotovat a nemohl by dopadnout na zvolené místo.

Jak zjistili Malcolm Burrows a Gregory Sutton z Cambridgeské univerzity, k přesné koordinaci skoku slouží kornatce ozubené převody v příkyčlích zadních nohou. Převod se skládá z řady deseti až dvanácti zoubků, které připomínají okraj ozubeného kolečka. V tomto místě jsou nohy těsně přiblížené, takže zoubky jedné nohy zapadají mezi zoubky druhé nohy. Důsledkem toho je, že jedna končetina se nemůže pohybovat bez druhé. A právě to je nesmírně důležité pro skok, který má svého hmyzího majitele katapultovat do vzduchu rychlostí čtyř metrů za sekundu na vzdálenost, která až 300× přesahuje délku jeho těla.

Ozubené soukolí mají vyvinuté jen nymfy. U dospělého hmyzu zuby mizí a zůstává hladká lišta, která ale funguje podobně jen na základě tření. Důvod, proč tomu tak je, není úplně jasný. Může jím být křehkost zubů. Pokud by se některý ulomil, celý mechanismus by přestal fungovat. Protože nymfy se během vývoje pětkrát svlékají, mohou pokaždé při této příležitosti své ozubené soukolí opravit. Dospělé kornatky už takovou možnost nemají. Zato jsou ale vybaveny křídly. Kam nedoskočí, tam doletí. (DOI: 10.1126/science.1240284)