Razele Manta își strecoară mâncarea din gură de apă de mare într-un mod nou, care ar putea deține cheia unei mai bune filtrări într-o varietate de aplicații comerciale, arată o nouă cercetare a Universității de Stat din Oregon.

alimentelor

Publicate astăzi în Science Advances, descoperirile explică faptul că razele manta filtrează zooplanctonul, mezoplanctonul și microcrustaceele cu un aparat diferit de orice a fost văzut anterior în orice sistem biologic sau industrial.

„Cel mai frecvent tip de filtru este un filtru cu sită, unde un fluid care conține particule este trecut printr-o membrană cu pori mai mici decât particulele”, a declarat co-autorul studiului Jim Strother, profesor asistent de biologie integrativă la OSU College of Science.

Filtrele cu sită includ totul, de la un șnec de bucătărie care strecoară pastele la filtre cu membrană care produc apă ultrapură. Alte mecanisme de filtrare sunt filtrarea hidrosolului, cum ar fi filtrele cu fibre din sistemele HVAC și filtrarea ciclonică, utilizate în aspiratoarele fără sac.

"Există o mulțime de tipuri diferite de filtre utilizate în mai multe scopuri în întreaga lume, dar toate se bazează doar pe câteva mecanisme fundamentale", a spus Strother, care a colaborat cu autorul corespondent Misty Paig-Tran și Raj Divi din Cal State Fullerton.

Razele Manta, rude apropiate ale rechinilor care pot măsura peste 20 de metri lățime, mănâncă aducând apă bogată în plancton în gură în timp ce înoată. Filtrează și ingerează planctonul și apoi spală apa rămasă din fantele branhiale.

Multe sisteme de filtrare sunt predispuse la înfundare, deoarece colectează tot ceea ce filtrează, dar razele manta folosesc tablouri de lobi asemănători frunzelor pentru a sări particulele de alimente departe de filtru.

Apa care trece peste lobi creează un model complex de vârtejuri învolburate, iar particulele de alimente din flux lovesc lobi și se îndepărtează. Setarea permite peștilor să rețină organismele alimentare mult mai mici decât porii.

„Razele Manta par să utilizeze un mecanism nou pentru filtrarea particulelor din fluide”, a spus Strother. "Aparatul lor de filtrare are o structură specială care face ca particulele de plancton să ricoșeze din filtru și să se concentreze în cavitatea gurii, astfel încât peștii să le poată ingera." Deoarece particulele sunt respinse de filtru, dar nu sunt capturate, filtrul are câteva proprietăți extrem de dorite, inclusiv faptul că poate fi acționat la debituri ridicate și este extrem de rezistent la înfundare.

„Această lucrare stabilește mecanismul de bază și ne uităm în prezent dacă putem adapta acest mecanism pentru sistemele proiectate”, a spus Strother. „De exemplu, o direcție viitoare este explorarea faptului dacă acest lucru poate fi aplicat la epurarea apelor uzate pentru a aborda amenințarea emergentă a poluării cu microplastice”.

Cal State Fullerton, Stephen and Ruth Wainwright Fellowship și Sigma Xi au susținut această cercetare.