Учените направиха рентгенови лъчи и създадоха триизмерни модели на гръдния кош на насекомите - централната
„Мравките работници са еволюирали от летящи насекоми,обяснява професор Евън Икономо, ръководител на отдела за биоразнообразие на OIST. „Винаги сме приемали, че именно загубата на способността да летят им е помогнала да оптимизират работата си на земята.“
Като цяло способността за летене налага сериозноограничения на типа тяло. При летящи насекоми мускулите на крилата заемат по-голямата част от гръдния кош - понякога над 50%. Това означава, че други мускули, които се използват за поддържане и движение на главата, краката и корема, са ограничени и притиснати към екзоскелета.
Но след като тези ограничения бъдат премахнати, цялото пространство в гърдите става отворено, което изследователите предполагат, че позволява на останалите мускули да се разширят и реорганизират.
Предишни изследвания в тази област са билифокусиран върху външната структура на мравките. Въпреки това, с технологията, налична в OIST, учените успяха да получат подробна картина на това, което се случва вътре в гърдите. Изследователите проведоха подробен анализ на два далечно свързани вида мравки, включително безкрили мравки работнички и летящи мравки кралици.
Учените са използвали усъвършенствана рентгенова снимкатехнологии за сканиране на вътрешна и външна анатомия. Като например компютърната томография, използвана в болница, но с много по-висока разделителна способност. Въз основа на тези сканирания експертите картографират всички различни мускули и ги моделират в 3D. Резултатът е подробен изглед на вътрешната страна на гърдите. След това те сравниха резултатите от изследванията на двата вида с редица други мравки и безкрили насекоми.
Както се очакваше, изследователите установихаче загубата на способността за летене позволява на работниците мравки успешно да пренареждат гръдния кош. „Вътре в ребрата на работната мравка всичко е красиво интегрирано в малко пространство“, обясни д-р Кристиан Питърс, водещ автор на тази статия, който беше професор изследовател в университета в Сорбона. „И трите мускулни групи са увеличили обема си, придавайки на работещите мравки повече сила и мощ. Геометрията на мускулите на врата, които поддържат и движат главата, също се е променила. Вътрешното прикрепване на мускулите също беше различно. "
Интересното е, че докато изучавали безкрили оси, учениустанови, че тези насекоми реагират по съвсем различен начин на загубата на способността да летят. Представители на този вид живеят сами и консумират храна, когато я намерят. От друга страна, мравките са част от колонията. Те ловуват или събират храна, която след това трябва да се носи в гнездото за кралицата и по-младите роднини. Натискът за подбор за насърчаване на преносимостта беше логичен.
В продължение на векове мравките са изучавани от гледна точкагледна точка на тяхното поведение, екология и генетика, но, както подчертаха изследователите, досега причината за тяхната сила е игнорирана. Следващата стъпка е разработването на по-подробни биомеханични модели на функционирането на различни мускулни групи. Освен това учените ще предприемат подобни изследвания на долната челюст и краката.
Прочетете също
Изследвания: Екологията на Земята се е променила драстично през последните 70 години
Учените са променили структурата на слънчевата батерия и са увеличили нейната ефективност със 125%
На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема