Naukowcy z Heriot-Watt University zbadali, w jaki sposób samice błonkówek wykonują takie specyficzne cięcia podczas sadzenia jaj w roślinach.

Odkryli oni, że organ składający jaja - zwany jajnikiem - działa jak biologiczna piła posuwisto-zwrotna, która instynktownie wie, kiedy ciąć, a kiedy odsuwać materiał na bok.

Samice błonkówek muszą unikać zabijania roślin podczas składania jaj, a recenzowane badanie wykazało, że wykazują one naturalną selektywność w wyborze materiału do cięcia, unikając uszkodzenia struktury rośliny.

Dr Verdaguer Mallorquí powiedział: "Odkryliśmy coś niezwykłego - mechanizm cięcia, który zasadniczo myśli sam za siebie.

"Narząd jajowy muchówki może przecinać miękką tkankę roślinną, ale automatycznie omija twardą wewnętrzną "hydraulikę" rośliny, w tym rurki przenoszące wodę i składniki odżywcze.

"Zapewnia to roślinie przetrwanie i służy jako źródło pożywienia dla larw pochodzących z jaj.

"To selektywne cięcie odbywa się wyłącznie dzięki geometrii i składowi zębów oddziałujących z różnymi właściwościami materiału rośliny - bez czujników i komputerów, ale raczej dzięki eleganckiej inżynierii udoskonalonej przez miliony lat ewolucji".

Zespół badawczy powiększył mechanizm tnący piłokształtnych 400 razy i przetestował go na materiale imitującym ludzką tkankę.

Okazało się, że system działał na podobnym "progu maksymalnego naprężenia", przemieszczając części poniżej tego progu.

Profesor Marc Desmulliez wyjaśnia: "Odkrycie to ma głębokie potencjalne implikacje dla praktyki chirurgicznej.

"Obecne narzędzia chirurgiczne często zmagają się ze złożonymi operacjami. Chirurdzy często pracują w środowiskach zalanych krwią, gdzie widoczność jest słaba, a ryzyko przypadkowego przecięcia ważnych struktur jest wysokie.

"Narzędzie chirurgiczne oparte na tym naturalnym mechanizmie mogłoby instynktownie unikać krytycznych tkanek, jednocześnie tnąc dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne - zasadniczo dając chirurgom narzędzie, które pomaga zapobiegać błędom".

"Potrzebny jest teraz dalszy wkład chirurgów, ale ten nowo odkryty mechanizm ma kuszące perspektywy".

Zespół wykorzystał zaawansowaną mikroskopię elektronową i obrazowanie 3D do rozszyfrowania precyzyjnej geometrii zębów tnących muchy.

Odkryli, że małe ząbki współpracują z większymi wypukłościami, tworząc selektywne działanie tnące.

To właśnie pasywny charakter tego mechanizmu może sprawić, że będzie on przydatny w chirurgii, ponieważ chirurdzy często pracują w środowiskach zalanych krwią, gdzie widoczność jest słaba.

Wyniki prac międzynarodowego zespołu zostały opublikowane w czasopiśmie Bioinspiration and Biomimetics.