Исследователи из Университета Гериот-Ватта изучили, как самки пилильщиков делают такие специфические надрезы, когда высаживают яйца в растения.

Они обнаружили, что орган яйцекладки пилильщицы, называемый яйцекладом, действует как биологическая возвратно-поступательная пила, которая инстинктивно знает, когда нужно резать, а когда отодвигать материал в сторону.

Самки пилильщиков должны избегать гибели растений при откладывании яиц, и рецензируемое исследование показало, что они проявляют естественную избирательность в выборе материала для разрезания, избегая повреждения структуры растения.

Доктор Вердагер Майорки сказал: "Мы обнаружили нечто удивительное - режущий механизм, который, по сути, думает сам за себя".

Яйцекладущий орган пилильщика может разрезать мягкую растительную ткань, но автоматически избегает жесткого внутреннего "водопровода" растения, включая трубки, по которым поступает вода и питательные вещества".

Это позволяет растению выжить и служит источником питания для личинок, выходящих из яиц".

"Такое избирательное резание происходит исключительно благодаря геометрии и составу зубьев, взаимодействующих с различными свойствами материала растения - никаких датчиков или компьютеров, только элегантная инженерия, отточенная миллионами лет эволюции".

Исследовательская группа увеличила механизм резания пилильщика в 400 раз и протестировала его на материале, имитирующем человеческую ткань.

Они обнаружили, что система работает на схожем "предельном пороге напряжения", вытесняя детали, находящиеся ниже этого порога.

Профессор Марк Десмуллиес объясняет: "Это открытие имеет глубокие потенциальные последствия для хирургической практики.

"Современные хирургические инструменты часто не справляются со сложными операциями. Хирурги часто работают в условиях, залитых кровью, где плохой обзор и высок риск случайно перерезать жизненно важные структуры.

Хирургический инструмент, основанный на этом природном механизме, мог бы инстинктивно избегать критических тканей и резать именно там, где это необходимо - по сути, это инструмент, который помогает хирургам предотвратить ошибки".

"Сейчас хирургам требуется дополнительная помощь, но этот недавно открытый механизм имеет заманчивые перспективы".

Команда использовала передовую электронную микроскопию и 3D-изображение, чтобы расшифровать точную геометрию режущих зубов пилильщиков.

Они обнаружили, что мелкие зазубрины работают в паре с более крупными выступами, создавая избирательное режущее действие.

По их мнению, именно пассивная природа этого механизма может сделать его полезным для хирургии, поскольку хирурги часто работают в условиях недостаточной видимости.

Результаты работы международной команды были опубликованы в журнале Bioinspiration and Biomimetics.