生物学的ねじ関節

生物学的ねじ関節は、回転運動と単軸移動を組み合わせた機械装置であるねじ関節の自然に発生する形態である。カールスルーエ国立自然史博物館のアレクサンダー・リーデルとカールスルーエ工科大学のトーマス・ファン・デ・カンプ^[1]は、パプアで発見されたゾウムシの一種Trigonopterus oblongusの標本でこれを発見した。^[2]

カールスルーエ州立自然史博物館から提供されたゾウムシの一種Trigonopterus oblongusの標本について、カールスルーエ工科大学シンクロトロン放射研究所（ANKA）のマイクロトモグラフィーを使用して解剖学的検査が行われた。分析の結果、ゾウムシの股関節と脚の関節にはナットとネジのシステムがあることが明らかになった。^[1]

この機構は「回転運動と単軸移動を組み合わせたもの」と説明されている。^[3]

節足動物の股関節は、股関節（股関節）と転子（節足動物の脚の 大腿骨の頭）の2つの部分で構成されています。^[4]ゾウムシの場合、股関節はナットに似ており、その内面には345°の角度スパンでねじ山が通っています。^{[2] [4]}転子はネジに似ています。^[4]転子は棒状で、外側に大きな螺旋状のフランジがあり、角度スパンは410°で、完全な円を超えており、ネジ山として機能します。^[2]ゾウムシの脚の筋肉が伸ばされると、ネジが回転します。ネジ山は非常に大きな角度回転を提供しますが、ゾウムシの前脚は90°回転でき、後脚は130°回転できます。^[5]

このゾウムシは体長わずか4ミリメートル（0.16インチ）で、脚を体の下に折りたたむことができます。関節の大きさはわずか0.5ミリメートル（0.020インチ）です。^{[1] [3]}この発見以前は、既知の股関節関節はすべて、人間のようなボールジョイントシステム、蝶番、または鞍型関節のいずれかに基づいて股関節と脚を接続していました。^{[1] [3]この発見は、}動物界で筋骨格のナットとネジのシステムの最初の例です。^[1]

科学者が調べた15種のゾウムシすべてにネジとナットのシステムが備わっていることがわかり、これまで知られていなかったゾウムシの解剖学的特徴であると思われる。[ ^{1] [5]ゾウムシは約}1億年前にこのシステムを進化させたと推定されている。この機能の発達により柔軟性が高まり、ゾウムシは木登り能力が向上し、静止時に安定し、鼻先で刺すためのてこ作用が強くなったと推測される。^[1]

• イサスは、幼虫段階で「生物学的ギア」機構を持つ多くのウンカの一種である。