Toco toucan beak
टोको टकन की चोंच उनके महत्वपूर्ण सामाजिक, भोजन, चारा और घोंसला बनाने के व्यवहार का अभिन्न अंग है। चूँकि टकन चोंच पूरी तरह से पुनः उत्पन्न नहीं होती है, इसलिए यह विकासवादी रूप से अनुकूल है कि इसमें मजबूत यांत्रिक गुण हों, जबकि अभी भी उड़ान की अनुमति देने के लिए पर्याप्त हल्का हो। चोंच टकन के शरीर की लंबाई का एक तिहाई हिस्सा बनाती है, जबकि टकन के वजन में तीन प्रतिशत से भी कम का योगदान देती है। चोंच की संरचना काफी हद तक इसके यांत्रिक गुणों और टकन की जीवन शैली को प्रभावित करती है। बायोमिमिक्री के क्षेत्र में चोंच के गुण तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं क्योंकि वास्तुकला, परिवहन और सुरक्षात्मक उपकरण जैसे कई उद्योग मानव निर्मित डिजाइनों में जैविक चोंच संरचना के रुझानों का उपयोग कर सकते हैं। संरचना बाहरी चोंच टकन चोंच में एक सहक्रियात्मक सैंडविच संरचना होती है जिसमें एक पतली कठोर बाहरी खोल होती है जो आयतन के बड़े हिस्से को घेरती है जो एक सेलुलर ठोस है। बाहरी परत, जिसे रैम्फोथेका के रूप में जाना जाता है, बीटा केराटिन की अतिव्यापी चादरों की कई परतों से बनी होती है। प्रत्येक केराटिन उपस्तर 2 और 10 माइक्रोमीटर के बीच मोटा होता है जिसमें पूरा रैम्फोथेका स्टैक 0.5 से 0.75 मिमी मोटा होता है, जो चोंच की लंबाई के साथ स्थिति के अनुसार भिन्न होता है। लगभग 50 माइक्रोमीटर व्यास वाली हेक्सागोनल केराटिन कोशिकाएं लैमिनेट खोल का अधिकांश हिस्सा बनाती हैं। प्रत्येक कोशिका सीमा और आंतरिक भाग यादृच्छिक रूप से वितरित अभिविन्यास के साथ मध्यवर्ती तंतुओं के एक मैट्रिक्स के साथ आपस में बुने हुए हैं, जिससे सामग्री के समस्थानिक चरित्र की अनुमति मिलती है। मैट्रिक्स का उद्देश्य एक बड़े क्षेत्र पर चोंच पर गंभीर प्रभावों को फैलाने के लिए एक विस्कोलास्टिक माध्यम के रूप में कार्य करना है, ताकि स्थानीय खामियों के प्रभाव को कम किया जा सके और इसे दरार से होने वाले नुकसान से बचाया जा सके। हाइड्रॉक्सीपेटाइट खनिजीकरण मौजूद है लेकिन आंतरिक फोम की तुलना में कम हद तक। टकन चोंच के रैम्फोथेका में केराटिन में सल्फर की बहुत कम मात्रा होती है, और इसलिए एमिनो एसिड, सिस्टिन, बाल जैसी अन्य केराटिन संरचनाओं की तुलना में। यह कम डाइसल्फ़ाइड क्रॉसलिंकिंग का संकेत देता है। भीतरी चोंच एक कोलेजन फोम है, जिसमें अधिकांश हड्डियों की तरह उच्च ग्लाइसिन सामग्री और बाद में कठोरता होती है। कोलेजन ट्रैबेक्यूले का रेशेदार नेटवर्क मोटाई में 70 से 200 माइक्रोमीटर तक भिन्न होता है और अक्सर 3 या उससे अधिक के किनारे की कनेक्टिविटी के साथ खोखला होता है। ये, सम पतली (2 से 25 माइक्रोमीटर) झिल्ली के साथ एक बंद कोशिका फोम नेटवर्क की विशेषता है जो उड़ान विचार के लिए कम घनत्व पर इष्टतम शक्ति प्रदान करता है। झिल्ली और ट्रैबेक्यूले में घने बाहरी चोंच की तुलना में कैल्शियम खनिजीकरण की मात्रा अधिक होती है। सूक्ष्म और नैनो-इंडेंटेशन परीक्षण इस धारणा का समर्थन करता है कि आंतरिक कोलेजन ट्रेबेक्यूले बाहरी खोल की तुलना में पाउंड के लिए मजबूत पाउंड हैं। टकन चोंच के यांत्रिक और भौतिक गुणों को निर्धारित करने के लिए यांत्रिक और भौतिक गुणों पर शोध किया गया है। समग्र चोंच का स्पष्ट घनत्व 0.1 और 0.25 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर के बीच होने का अनुमान है। बाहरी चोंच के गुण चोंच के बाहरी खोल, रैम्फोथेका में लगभग 50 एमपीए की तन्यता शक्ति और 6.7 जीपीए का यंग मॉड्यूलस होता है। चोंच की केराटिन-परत के परीक्षण से यह पाया गया कि उपज शक्ति का औसत मूल्य 30 एमपीए है। इसके अलावा, चोंच की उपज शक्ति तनाव दर के प्रति संवेदनशील होती है और केराटिन तराजू के लिए अंतर-स्तरीय गोंद की विस्कोइलास्टिसिटी से जुड़ी होती है। जब चोंच का उपज तनाव अंतिम तन्यता शक्ति के करीब या उससे अधिक हो जाता है, तो इंटर-स्केल गोंद के विस्कोलास्टिक विरूपण की तुलना में चोंच के लिए केराटिन स्केल के फ्रैक्चर को प्राथमिकता दी जाती है। चोंच में केराटिन के यंग के मापांक और उपज शक्ति के संबंध में, ये मान अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दिशा के साथ नहीं बदलते हैं। इसलिए केराटिन खोल को अनुप्रस्थ समस्थानिक माना जा सकता है। केराटिन खोल के फ्रैक्चर मोड उस तनाव दर पर निर्भरता प्रदर्शित करते हैं जिस पर फ्रैक्चर होता है। कम तनाव दर पर परीक्षण से पता चला कि तराजू फिसल गया है जो कार्बनिक गोंद के निकलने का परिणाम है। उच्च तनाव दर के लिए, केराटिन तराजू टूट गया। केराटिन खोल के लिए सूक्ष्म कठोरता और नैनोहार्डनेस मान निर्धारित करने के लिए कठोरता परीक्षण किए गए थे, जो क्रमशः 0.22 ± 0.01 जीपीए और 0.08 ± 0.06 जीपीए हैं। आंतरिक चोंच के गुण टकन चोंच के आंतरिक फोम भाग के लिए, जो ट्रेबेक्यूले से बना है, यंग का मापांक 12.7 जीपीए पाया गया, जो बाहरी खोल की तुलना में अधिक है। यह अंतर केराटिन खोल की तुलना में फोम में कैल्शियम की मात्रा अधिक होने के कारण है। फोम का सापेक्ष घनत्व 0.09 पाया गया। [6] ट्रैबेकुला की कठोरता मूल्यों को निर्धारित करने के लिए परीक्षण किए गए थे। सूक्ष्म कठोरता मान 0.83 जी. पी. ए. पाया गया और नैनो-कठोरता मान 0.05 जी. पी. ए. पाया गया। चोंच के फोम के लिए, इसके घनत्व के साथ कुचलने का तनाव बढ़ गया। दबाव को कुचलने के लिए पाया जाने वाला औसत मूल्य 0.17 एमपीए है। टकन चोंच टकन के लिए कई कार्यात्मक भूमिकाएँ निभाती है जैसे कि गर्मी के आदान-प्रदान के लिए एक तापीय नियामक के रूप में कार्य करना, खिलाने में एक उपकरण और रक्षा की एक विधि। टकन की चोंच का आकार अत्यधिक होता है, जिसमें चोंच पक्षी के कुल शरीर की सतह का लगभग चालीस प्रतिशत हिस्सा होती है। अन्य पक्षियों की तुलना में, यह ध्यान दिया जाता है कि टकन कुछ सबसे गर्म मासिक तापमान के संपर्क में आता है और इसकी चोंच की लंबाई सबसे लंबी होती है। चोंच के आकार में भौगोलिक और तापमान भिन्नता को संसाधन के दोहन और प्रजनन से संबंधित माना गया है। कई प्रारंभिक शोधकर्ताओं ने माना कि चोंच के आकार को लिंग-विशिष्ट लक्षणों जैसे साथी चयन या मुखरता के साथ जोड़ा जाता है। हालांकि, हाल ही में चोंच को शारीरिक होमियोस्टेसिस में इसकी भूमिका से अधिक निकटता से जोड़ा गया है। थर्मोरेगुलेशन एंडोथर्मिक जीवों के रूप में, टकन चयापचय के माध्यम से अपने शरीर की गर्मी का उत्पादन करते हैं और पर्यावरण के साथ गर्मी के आदान-प्रदान के माध्यम से अपने शरीर के तापमान को नियंत्रित करते हैं। इस तरह की ऊष्मा विनिमय प्रक्रिया आमतौर पर एक बढ़े हुए, असंक्रमित और अच्छी तरह से संवहनी उपांग के भीतर होती है जहां कुशल ऊष्मा विनिमय की अनुमति देने के लिए रक्त प्रवाहित होने में सक्षम होता है। टकन चोंच में सतही रक्त वाहिकाओं का एक नेटवर्क होता है जो बिल के सींग वाले आवरण रैम्फोथेका का समर्थन करता है। जब तापमान थर्मल न्यूट्रल ज़ोन से ऊपर बढ़ता है तो टकन चोंच की रक्त वाहिकाओं को फैलाने या बड़ा करने में सक्षम होता है ताकि रक्त को आसानी से चोंच में जाने दिया जा सके, जिससे गर्मी का आदान-प्रदान और ठंडक हो सके। जबकि तापीय तटस्थ क्षेत्र के नीचे चयापचय गर्मी के संरक्षण की अनुमति देने के लिए वाहिकाएं संकुचित होती हैं। शोध से पता चला है कि गर्म तापमान पर, वयस्क और युवा दोनों टकन में चोंच की पूरी लंबाई में गर्मी देखी जाती है, जो दर्शाता है कि टकन शरीर को ठंडा करने के लिए चोंच के माध्यम से गर्मी छोड़ी जाती है। ठंडे तापमान में, चोंच काफी हद तक पर्यावरण के परिवेश के तापमान को बनाए रखती है, जिसमें केवल समीपस्थ चोंच गर्म तापमान दिखाती है, यह दर्शाती है कि रक्त को चोंच से दूर किया जा सकता है और गर्मी बनाए रखने के लिए ज्यादातर शरीर के भीतर बहता रहता है। अन्य शोधों से पता चलता है कि टकन बिल का फोम आंतरिक और गर्मी को जल्दी से स्थानांतरित करने की क्षमता ठंडे मौसम में बिल को एक दायित्व बनाती है और यही विशिष्ट कारण है कि टकन आमतौर पर गर्मी संरक्षण में सहायता के लिए अपने बिलों को अपने पंखों के नीचे चिपकाकर सोते हैं। फीडिंग टौकन्स सर्वभक्षी होते हैं और पौधे और पशु दोनों मूल के भोजन पर फ़ीड करते हैं। टकन बिल के बड़े आकार से पक्षी ईंधन के लिए बड़े बीज तोड़ सकता है और आसानी से फल, सब्जियां, कीड़े, अंडे और छोटे पक्षियों को समझ सकता है। उनके नोट की लंबी लंबाई टकन को पेड़ की शाखाओं की नोकों से फल तोड़ने की अनुमति देती है, बिना उन्हें किसी अन्य शाखा या पर्च पर स्थिर स्थिति छोड़ने की आवश्यकता होती है। टकन बिल की संरचना में चाकू के समान सीरेशंस होते हैं जो उन्हें आसानी से भोजन को फाड़ने और फलों को छीलने की अनुमति देता है। रक्षा टूकन में वन चील, बाज़ और उल्लू जैसे प्राकृतिक शिकारी होते हैं। पक्षियों को बोआ, जगुआर और मार्गों से भी अपनी रक्षा करनी चाहिए जो कभी-कभी टकन घोंसलों पर आक्रमण करते हैं। खुद को बचाने के लिए, टकन अपनी तेज आवाज़ों पर बहुत अधिक भरोसा करते हैं जिनका उद्देश्य दुश्मनों को डराना और अन्य टकन को खतरे के खतरे के प्रति सचेत करना है। इसके अलावा, टकन ताकत के रक्षात्मक प्रदर्शन के रूप में एक पेड़ या शाखा के खिलाफ अपने बिल को मारेंगे। टकन बिल अपनी पहले वर्णित संरचना के कारण शाखाओं के खिलाफ इस तरह के संपीड़ित हमलों का सामना कर सकता है। अन्य रक्षात्मक कृत्यों में टकन छोटे शिशु पक्षियों या अन्य पक्षियों के अंडों को खाते हैं। टकन के नोट का चरम आकार रक्षात्मक सहायता प्रदान करता है क्योंकि छोटे पक्षी नोट के आकार और चमकीले रंग दोनों से डरते हैं। टकन की चोंच और इसकी ताकत, हालांकि, केवल खड़े होने के दौरान रक्षा में उपयोगी होती है; अन्य पक्षी आमतौर पर केवल एक टकन पर हमला करते हैं जब वह उड़ान में होता है क्योंकि पक्षी उड़ते समय अपनी चोंच से अपना बचाव नहीं कर सकता है। बायोमिमिक्री टोको टकन चोंच के अद्वितीय गुण इसे बायोमिमेटिक डिजाइन, या जैविक संस्थाओं पर मॉडल किए गए सिस्टम के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाते हैं। टकन चोंच प्राणी के पूरे द्रव्यमान के केवल बीसवें हिस्से के लिए जिम्मेदार होती है जिससे पक्षी अपनी विशाल चोंच के साथ भी उड़ सकता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, टकन चोंच में केराटिन खोल और बंद-कोशिका फोम संगठन चोंच की विशेषता ऊर्जा अवशोषण, संपीड़ित प्रतिरोध, उच्च कठोरता और शक्ति विशेषताओं में एक भूमिका निभाता है। इसके अतिरिक्त, टकन चोंच में इन्सुलेशन क्षमता भी होती है। टकन चोंच के सभी गुण इसके कम वजन के साथ मिलकर चोंच को विभिन्न प्रकार के डिजाइन अनुप्रयोगों के लिए अध्ययन करने के लिए एक मूल्यवान जैविक इकाई बनाते हैं। हालाँकि, वर्तमान में बायोमिमेटिक मॉडल में टकन और इसकी चोंच के केवल कुछ ही अनुप्रयोग हैं। वास्तुकला उदाहरण के लिए, ब्राजील के जीवविज्ञानी और वास्तुकार एलेसेंड्रा अरुजो ने ब्राजील के बाहिया में वोटू होटल के डिजाइन में सहायता की। इस होटल का उद्देश्य क्षेत्र की मूल प्रजातियों को बनाए रखना और उनका समर्थन करना था। अरौजो ने होटल के लिए विभिन्न बायोमिमेटिक डिजाइनों को नियोजित किया, जैसे कि कैसे प्रेयरी कुत्ते अत्यधिक गर्मी से बचाव के लिए बिलों का उपयोग करते हैं, सागुआरो कैक्टस की आत्म-छायांकन क्षमता, और देशी पक्षी-टोको टकन-चोंच जो एक अत्यंत कुशल थर्मल नियामक के रूप में भूमिका निभाता है। विशेष रूप से होटल के लेआउट में, अरौजो ने टोको टकन की चोंच के बाद वोटू होटल के कमरों की रसोई को डिजाइन करने का विकल्प चुना। चूँकि इस होटल का एक लक्ष्य वातानुकूलन और बिजली की खपत को कम करना था, इसलिए रसोई की योजनाएँ टकन की अत्यधिक गर्म दिन और ठंडी रातों जैसे बड़े तापमान के झूलों के साथ रहने की क्षमता से प्रेरित थीं। जैसे ही रसोई के क्षेत्रों में उत्पन्न गर्मी छत तक बढ़ती है, इसे एक तांबे की कुंडल में खींचा जाता है जो होटल की छत की मिट्टी से गुजरती है। छत के बगीचे की छाया में हवा ठंडी हो जाती है, और अंत में रसोई में वापस आ जाती है। यह प्रणाली होटल को एक प्राकृतिक एयर कंडीशनर की अनुमति देती है जिसके लिए किसी अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। सुरक्षात्मक उपकरण टकन चोंच की विशेषताओं के आधार पर कई संभावित बायोमिमेटिक अनुप्रयोग वर्तमान में काल्पनिक विचार हैं जिन्हें अभी तक नियोजित नहीं किया गया है। सबसे लोकप्रिय विचारों में हेलमेट जैसे व्यक्तिगत सुरक्षात्मक परिधानों को डिजाइन करने के लिए टकन चोंच का उपयोग करना है। हेलमेट बाइक, मोटरसाइकिल, रॉक क्लाइम्बर्स, एथलीटों और अन्य लोगों की सुरक्षा के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। हालांकि, हेलमेट के भारी, अजीब और असहज पहनने से लोग उन्हें उतार सकते हैं और सिर में चोट लगने का खतरा हो सकता है। एक टकन चोंच की विशेषताओं को नए हेलमेट डिजाइन में एकीकृत करने से, सिर की चोट का खतरा कम हो सकता है क्योंकि नए डिजाइन अधिक आरामदायक, हल्का, पतला, लेकिन मजबूत सुरक्षात्मक टुकड़ा प्रदान कर सकते हैं। इस तरह के नए हेलमेट या सुरक्षात्मक उपकरण एक हल्के द्रव्यमान लेकिन अपार शक्ति के साथ टकन चोंच से प्रेरणा लेते हैं। इसके अतिरिक्त, इन नए हेलमेटों के सौंदर्य में एक पतले, कम भारी डिजाइन के साथ सुधार किया जा सकता है, और उनके अप्रिय रूप के कारण हेलमेट पहनने की हिचकिचाहट को समाप्त किया जा सकता है। हेलमेट के समान, टकन चोंच की विशेषताओं को फुटबॉल क्रैश पैड और अन्य सुरक्षात्मक गियर में भी शामिल किया जा सकता है, जिसका अभिनव डिजाइन थोकपन को कम करेगा और गतिविधि प्रदर्शन में हस्तक्षेप को रोक देगा। कुछ वर्तमान सुरक्षात्मक घिसाव एथलेटिक क्षमता को रोकते हैं, जैसे कि भारी घुटने के पैड स्केटरों की गति में बाधा डालते हैं। टकन चोंच डिजाइन के लिए अन्य अधिक सामान्य संभावित अनुप्रयोग ईंधन अर्थव्यवस्था से समझौता किए बिना दुर्घटना प्रतिरोधी वाहनों का निर्माण कर रहे हैं। ये संभावनाएँ टकन चोंच की संरचनात्मक गुणों द्वारा बनाई गई ऊर्जा अवशोषण क्षमता को आकर्षित कर सकती हैं। एक प्रसिद्ध सामग्री शोधकर्ता, मेयर्स ने टकन चोंच का व्यापक रूप से अध्ययन किया और कारों के लिए एक और अनुप्रयोग का सुझाव दिया; कार पैनलों का निर्माण जो वर्तमान पैनलों की तुलना में हल्के, मजबूत और सुरक्षित हैं। मेयर्स ने टकन चोंच डिजाइन, विशेष रूप से अल्ट्रा-लाइटनेस, को विमान या अन्य वाहन घटकों में शामिल करने की क्षमता का भी उल्लेख किया। एक अन्य स्थिति जिसमें टकन, हालांकि विशेष रूप से चोंच की विशेषताओं का उपयोग नहीं किया गया था, "चोंच लेजर प्रोजेक्टर" के लिए था। यह प्रोजेक्टर "एक पोर्टेबल प्रोजेक्टर है जो अपनी गर्दन और पंखों के नीचे अपनी लंबी चोंच को टक करने की टकन की क्षमता से प्रेरणा लेता है। इस डिजाइन ने प्रोजेक्टर को "खोपड़ी" आवर्तन के अपने लक्ष्य को प्राप्त करने की अनुमति दी और साथ ही बेहतर उपयोगिता, सुविधा और सबसे सघन रूप के साथ एक उत्पाद प्रदान किया। सांस्कृतिक नकल फिनिश वीडियो गेम श्रृंखला एंग्री बर्ड्स में, हरे रंग के टकन चरित्र हेल को एक बूमरैंग जैसी संरचना के साथ एक लंबी, विशाल चोंच दी जाती है जो उसे "बूमरैंग" नामक कुछ करने की अनुमति देती है, जो वास्तव में शुरुआती बिंदु की दिशा में वापस मुड़ रहा है। संदर्भ विकिपीडिया छात्र कार्यक्रम टौकन्स पक्षी की चोंच के भाग