イッスス属は、半翅目(カメムシ目)のヨコバイ亜目(ヨコバイ亜目)のイッスス科(Issidae)に属するウンカの属です。半翅目(一般的に「カメムシ」または「真のカメムシ」と呼ばれる目)のほとんどのメンバーと同様に、刺し吸い口器で篩管液を吸い取って生活しています。
ウンカは歯車機構を持つことが知られている唯一の動物であり、[ 1 ] Issus coleoptratus は正式にその機構が記述された最初のタイプのウンカである。[ 2 ] [ 3 ]噛み合ったセクターギアは速度やトルクを変換せず、動力もほとんど伝達しない。後脚の跳躍運動を同期させ、ヨー(回転)を防ぐだけである。
イッスス属は、一般的に飛べない小型の昆虫で、ずんぐりとした褐色の体と、はっきりとした隆起のある前翅を持つ。篩管液を餌とする。この属の種は、ヨーロッパの大部分、近東、北アフリカに生息している。
ウンカ類(既知の種は12,000種以上)は、移動に用いられる機械的な歯車の生物学的形態を持つことが発見された最初の動物である(ワニは歯車のような突起を持つ心臓弁を持っているが、歯車のような機能はない。[ 4 ])。ウンカ類に歯車が存在することは数十年前から知られていたが、[ 5 ]動物学者のグレゴリー・サットンと共著者らは、ケンブリッジ大学でイッスス・コレオプトラトゥスを高速撮影することで、その機能的意義を最近になって明らかにした。[ 2 ]歯車は後脚を同期させ、ウンカが2ミリ秒で400g近い加速度で正確に直線ジャンプすることを可能にする。[ 2 ]各脚には、ピッチ半径200マイクロメートルのテーパー状の歯が400マイクロメートル幅で並び、10~12個の完全に噛み合う平歯車が配置されています。各歯の基部にはフィレット加工された曲線があり、摩耗やせん断のリスクを軽減します。 [ 2 ]歯車は常に接続されているわけではありません。幼虫の後ろ脚にそれぞれ1つずつ配置されており、ジャンプの準備が整うと、2組の歯が噛み合います。その結果、脚はほぼ完全に連動して動き、まっすぐジャンプできます。歯車が一緒に回転して停止点に達し、ロックが解除されると、昆虫はより大きな力を得ることができます。[ 2 ]
歯車は幼虫期にのみ存在し、すべてのウンカに見られるが、成虫への最終脱皮の際に失われる。[ 2 ]幼虫は成虫になる前に繰り返し脱皮して新しい歯車を生やす。[ 2 ]昆虫学者のマルコム・バロウズは、最後の脱皮後に歯車を失う利点は、成虫の昆虫で歯車が壊れた場合、修復不可能になることだと提唱している。[ 2 ]成虫のウンカの脚は、両方の後脚から伸びる一連の突起によって同期され、もう一方の脚を動作させる。[ 2 ]
ウンカの幼虫の後脚の網目状の歯車が発見される前は、歯車を作ったり使ったりするのは人間だけだと考えられていた。[ 3 ]