Gekon (Cosymbotus platyurus) převádí ve vzduchovém tunelu co všechno se svým ocasem dokáže. (Kredit: Robert Full, UC Berkeley, PNAS/NAS 2008)

Biologové z University of California v Berkeley přichází se zprávou, že gekoni se udrží na svislých plochách díky svému ocasu. Předchozí experimenty na gekonech se zaměřovaly především na jejich unikátní prsty.

Zvětšit obrázek

Rotací ocasu umí gekon svůj pád dostat pod kontrolu.

Jen ony měly být oním klíčem k záhadě jejich krkolomného šplhání po stropě a na svislých hladkých plochách. Mělo se zato, že tajemství jejich schopností je jen v oněch milionech chloupků na jejich prstech. Podle Roberta J. Fully je tomu poněkud jinak.

Za pravdu novému názoru biologů dávají i zkušenosti techniků. Ti hodlali po vzoru tlapek gekonů opatřit stejnými tlapkami své roboty. Chtěli z nich tím učinit stejně schopné šplhavce, které by šlo využít například v záchranářství. Když inženýři začali tvořit gekonům podobné roboty, příkladem je společnost Boston Dynamics s jejím  „RiSE“ robotem, nebo tým z University of Pennsylvania s robotem „DynaClimber“, případně kolektiv ze Stanford Umiversity se svým výtvory pojmenovanými  „Spinybot“ a  „Stickybot“, setkali se s neúspěchem. Jejich roboti ze stejných  ploch, po kterých gekoni šplhali zcela bez problémů, padali.

Že to technici hned nepoznali jim není možno mít za zlé. Když totiž necháte běhat gekony po stěnách nahoru a dolů, nabudete dojmu, že ocas vlastně ani nepotřebují. Teprve až když vědci nějaké místo jim natřeli olejem, ukázalo se, k čemu ocas mají. Funguje jim něco jako pátá noha, která je chrání ve chvíli, kdy začnou sklouzávat.

Zvětšit obrázek

Co gekon udělá, když mu vědci nalíčí past a škodolibě mu kousek jeho cesty „namydlí“? Ztratí rovnováhu, ale ne hlavu. Může se totiž spolehnout na svůj ocas, který během sta milisekund vrátí padajícího gekona zpět na podložku. Na krátký čas mu dokonce umožní zajistit větší přitlačnou sílu jeho tlapek a tím zrádné místo překonat.

Teprve až vysokorychlostní kamera ukázala o jak důmyslné zařízení jde. Když gekon na svislé ploše ztrácí trakci a začínají mu jeho nohy klouzat, ocas reaguje ve zlomku sekundy. Když je situace natolik vážná, že gekon sklouzne a začíná padat, švihne ocasem prudce do prostoru. Akce vyvolá reakci a  jeho tělo se znovu přiblíží k podložce, tím dostane druhou šanci, aby se jeho zadní noha, nebo nohy zdi znovu chytly.

Zvětšit obrázek

Robert J. Full, UC Berkeley

Když se tak stane a gekon získá oporu v zadních končetinách, jeho ocas si to namíří rovnou proti zdi. Tím si připraví další záchytný bod. A jak říká klasik -  stačí jeden pevný bod a lze pohnout vesmírem. Gekon ale už má v tuto chvíli tři pevné body (dvě zadní tlapky a ocas), ty mu nyní dovolí, aby i svojí zakloněnou a dosud stále padající celou přední část jeho těla, také vrátil zpět ke zdi a po hladké kolmé ploše  pokračoval ve své cestě směrem vzhůru.  Poté, co gekoní nožky znovu pořádně „zaberou“, se ocas zase vrací do polohy „vždy připraven“. Vše se děje velmi rychle. Gekoní tlapky se při běhu dotýkají a zase odlepují od podložky třicetkrát (!) za sekundu.

Ocas gekonům pomáhá nejen v krizových situacích začínajících pádů, ale také k neuvěřitelně rychlé změně trasy jejich pohybu. Což je také věc k nezaplacení, zvláště při hře na honěnou s predátorem. Je to jeden z důvodů úspěšnosti druhu.
Okopírovat toto důmyslné zařízení nebude pro techniky jednoduché. Jde totiž o pozoruhodný technický um přírody, neboť ocas může rychle kmitat v úhlu až šedesáti stupňů, navíc je to zařízení natolik ohebné, že umožňuje kopírovat a překonávat místa, jako jsou rohy stropů v místnosti.

Ocas je důležitý i u některých jiných druhů, dokonce i savců. Klokanům slouží jako stolička, lemurům a opicím nového světa jako chápavé zařízení. V jejich případech ale jde o jakési statické používání ocasu. V případě gekona jde o něco jiného. Jeho ocas mu umožňuje ve vysokých rychlostech vertikálně šplhat. Když se stane, že začne nedopatřením, nebo úmyslně padat (když už pád nelze zvrátit), zaúřaduje jeho ocas jiným způsobem, než o kterém jsme se zde zmínili. Začne rotovat. Tím udělí tělu opačnou rotaci a s její pomocí gekon stabilizuje svou polohu. Pak teprve roztáhne nohy a prsty a začne plachtit.

Zvětšit obrázek

„Stickybot“ po skle už taky umí chodit. Gekon ale přendává tlapky třicetkrát za sekundu a když uklouzne, tak nespadne.

Popsané plachtění tedy závisí na schopnosti pořádně kroutit ocasem.  Ocas gekonů je jedinečné zařízení. Obratle jsou natolik pružně spojeny, že umožňují jejich široký vzájemný pohyb a to jak podél osy těla, tak částečně i co do zkrutu. Právě to gekonům umožňuje neuvěřitelně rychle měnit směr pohybu a nebo prostě unikat predátorům běháním po spodní straně listů, případně dojdou na konec větve a upláchnou jim plachtěním.
Nejen, že gekoni se ve vzduchu díky svému ocasu otočí do správné polohy, aby mohli plachtit, oni jej při pádu používají také jako směrové kormidlo, takže jejich pád je řízený, podobně jako u parašutistů. Dokáží klouzavě přistát do předem vybraného místa.  

Ocas je tedy oním vybavením, jež gekonům zajišťuje celou řadu funkcí. Umožňuje jim dostat se z krizových situací hrozících pádem tak, že jim krátkodobě zvětšuje přítlačné síly na podložku, umožňuje jim bez velkého nároku na energii rychle změnit směr pohybu. A když náhodou dojde k nejhoršímu, tak začne rotovat a upraví pád z polohy na zad do polohy, která mu umožní plachtit a bezpečně přistát.  Představa, že inovované typy lezoucích a plachtících robotů budou mít ocasy, možná není až tak hloupá.
Praxe nám zase jednou připomněla, že bez funkčního ocasu je veškerá inteligence k ničemu, i ta umělá.

VIDEO:  Když to gekonovi klouže

VIDEO: Ukázka akrobacie letícího gekona (záběr v reálu následuje zpomalený záběr)

VIDEO: Robot  „RiSE“

VIDEO: „DynaClimber“

VIDEO: „Stickybot“ http://www.youtube.com/watch?v=odAifbpDbhs

Další ukázky dovednosti gekonů:
VIDEO 1

VIDEO 2
VIDEO 3

Pramen: National Academy of Sciences, PNAS