Prévenir les fractures/ruptures
Un impact ou un stress de force élevée peut entraîner la séparation des matériaux qui composent les systèmes vivants en deux ou plusieurs morceaux (appelée fracturation) ou la rupture ou l'éclatement soudain (appelée rupture). Par exemple, un pétoncle empêche la rupture structurelle de se fracturer car sa coquille est composée de deux matériaux de rigidité variable. Lorsqu'une fissure se déplace du matériau rigide du pétoncle vers le matériau le moins rigide, ce dernier réduit la force à l'extrémité de la fissure, l'empêchant ainsi de se propager plus loin.
Empêcher le flambage
Lorsqu'un système vivant subit une compression au point de causer des dommages structurels, il en résulte un flambage. Par exemple, si une personne appuie sur le dessus ou sur le côté d'un gobelet en papier, la paroi du gobelet finira par céder ou se déformer. Bien qu'un système vivant puisse ajouter des matériaux pour renforcer une structure, cela nécessite de dépenser une énergie précieuse. Au lieu de cela, il doit utiliser l'énergie et les matériaux de manière conservatrice pour éviter le flambage, renforçant les structures grâce à un placement soigneux des matériaux pour résister, absorber ou dévier les forces de compression. Par exemple, au lieu d'une longue tige tubulaire, certaines plantes comme le bambou ont des nœuds plus solides dispersés le long de leurs tiges. Lorsqu'ils sont compressés, ces nœuds empêchent les tiges rondes de prendre une forme ovale qui affaiblit la structure et pourrait entraîner un flambage.
Gérer le cisaillement
L'effet de la contrainte de cisaillement sur un système vivant est que des surfaces internes parallèles glissent l'une sur l'autre. Le glissement se produit parallèlement à la force. Pensez à tenir deux planches de bois l'une sur l'autre et à en faire glisser une vers la droite et l'autre vers la gauche. Cela peut être facile jusqu'à ce que vous ajoutiez de la colle, ce qui augmente leur résistance au cisaillement et les rend plus difficiles ou impossibles à glisser. Le cisaillement peut se produire dans les solides, les liquides et les gaz. Les systèmes vivants doivent augmenter leur résistance au cisaillement pour surmonter ces types de forces. Par exemple, les ténébrions verrouillent leurs ailes en vol pour empêcher tout mouvement latéral en utilisant de nombreux petits poils sur chaque aile. Ces poils s'emboîtent pour fournir une résistance au cisaillement, tout comme deux brosses à cheveux assemblées seraient difficiles à glisser l'une sur l'autre.
Gérer la compression
Lorsqu'un système vivant est sous compression, il y a une force qui le pousse, comme une chaise avec une personne assise dessus. Lorsqu'elle est appliquée uniformément sur tous les côtés d'un système vivant, la compression entraîne une diminution du volume. Lorsqu'il est appliqué sur les deux côtés, il en résulte une déformation, comme lors de la poussée sur les deux côtés d'un ballon. Cette déformation peut être temporaire ou permanente. Parce que les systèmes vivants doivent conserver leur forme la plus efficace, ils doivent s'assurer que toute déformation est temporaire. La gestion de la compression permet également d'atténuer les effets d'autres forces. Les systèmes vivants ont des stratégies pour aider à prévenir la compression ou à s'en remettre, tout en maintenant leur fonction. Par exemple, les éléphants d'Afrique adultes pèsent de 4,700 6,048 à XNUMX XNUMX kilogrammes. Parce qu'ils doivent supporter tout ce poids sur leurs quatre pieds, les tissus de leurs pieds ont des caractéristiques qui permettent à la compression d'absorber et de répartir les forces.
Gérer les tensions
Lorsqu'un système vivant est sous tension, cela signifie qu'il y a une force qui le tire, comme une personne qui tire sur une corde attachée à un cheval. Lorsqu'il est appliqué à un système vivant, à moins que le système ne soit complètement rigide, le résultat est qu'il s'étire. Si l'étirement dépasse la résistance du matériau du système vivant, il peut l'endommager. Les systèmes vivants gèrent la tension en utilisant des matériaux suffisamment flexibles et extensibles pour survivre à la plupart des tensions qui se produisent dans leur environnement. La zone intertidale de l'océan en offre un bon exemple. Les vagues et les marées montantes et descendantes exercent une tension sur les organismes à corps mou. Les moules résistent à la tension avec des fils flexibles qui les maintiennent sur les rochers; en revanche, les grandes algues ont des frondes extensibles.
