A Manta sugarak élelmiszer-befogó mechanizmusa kulcsot jelenthet a jobb szűrőrendszerek számára

Az oregoni Állami Egyetem új kutatása szerint a mantai sugarak újszerű módon szűrik ki apró ételeiket a falatok tengervízből, ami kulcsot jelenthet a jobb szűréshez különböző kereskedelmi alkalmazásokban.

sugarak

A Science Advances ma megjelent eredményei magyarázzák, hogy a manta-sugarak a zooplanktont, a mezoplanktont és a mikrokrákokat olyan készülékkel szűrik, amely eltér a biológiai vagy ipari rendszerekben korábban látottaktól.

"A szűrők leggyakoribb típusa egy szitaszűrő, ahol egy részecsketartalmú folyadékot átengednek egy membránon, amelynek a pórusai kisebbek, mint a részecskék" - mondta Jim Strother, a tanulmány társszerzője, az OSU Tudományos Főiskolájának integratív biológiai adjunktusa.

A szitaszűrők a tésztát szűrő konyhai szűrőedénytől az ultratiszta vizet termelő membránszűrőkig mindent tartalmaznak. További szűrőmechanizmusok a hidroszolos szűrés, például a HVAC rendszerek szálszűrői, és a zsák nélküli porszívókban használt ciklonos szűrés.

"Világszerte sokféle típusú szűrőt használnak sokféle célra, de ezek csak néhány alapvető mechanizmuson alapulnak" - mondta Strother, aki együttműködött a megfelelő szerzővel, Misty Paig-Trannal és Raj Divivel (Cal State Fullerton).

Manta sugarak, a cápák közeli rokonai, amelyek átmérője meghaladja a 20 métert, úgy esznek, hogy úszás közben planktonban gazdag vizet visznek a szájukba. Szűrik és lenyelik a planktont, majd öblítik ki a maradék vizet kopoltyúlyukukból.

Számos szűrőrendszer hajlamos az eltömődésre, amikor összegyűjti a kiszűrt anyagot, de a manta sugarak levélszerű lebenyeket használnak, hogy az élelmiszer-részecskéket visszaverjék a szűrőtől.

A lebenyeken áthaladó víz a kavargó örvények komplex mintázatát hozza létre, és az áramlásban lévő élelmiszer-részecskék elütik a lebenyeket és eltávolodnak. A beállítás lehetővé teszi a halak számára, hogy a pórusoknál jóval kisebb táplálékorganizmusokat megtartsák.

"Úgy tűnik, hogy a mantai sugarak új mechanizmust alkalmaznak a részecskék kiszűrésére a folyadékokból" - mondta Strother. "Szűrőberendezésük különleges felépítésű, amely miatt a plankton részecskék ricochetnek a szűrőről és koncentrálódnak a szájüregben, így a halak ezt követően lenyelhetik őket." Mivel a részecskéket a szűrő taszítja, de nem rögzíti, a szűrőnek számos nagyon kívánatos tulajdonsága van, köztük az, hogy nagy áramlási sebességgel működtethető és rendkívül ellenáll az eltömődésnek.

"Ez a cikk meghatározza az alapvető mechanizmust, és jelenleg azt vizsgáljuk, hogy alkalmazhatjuk-e ezt a mechanizmust a tervezett rendszerek számára" - mondta Strother. "Például az egyik jövőbeni irány azt vizsgálja, hogy alkalmazható-e ez a szennyvízkezelésre annak érdekében, hogy kezeljük a mikroműanyag-szennyezés által kialakuló fenyegetést."

Cal State Fullerton, a Stephen és Ruth Wainwright ösztöndíj és Sigma Xi támogatta ezt a kutatást.