Wissenschaftler machten Röntgenaufnahmen und erstellten dreidimensionale Modelle des Thorax der Insekten – des zentralen Thorax
„Arbeiterameisen haben sich aus fliegenden Insekten entwickelt,erklärt Professor Evan Economo, Leiter der Biodiversitätseinheit des OIST. „Wir gingen immer davon aus, dass es der Verlust der Flugfähigkeit war, der ihnen half, ihre Arbeit am Boden zu optimieren.“
Im Allgemeinen ist die Fähigkeit zu fliegen sehr ernstEinschränkungen des Körpertyps. Bei fliegenden Insekten nehmen die Flügelmuskeln den größten Teil der Brust ein - manchmal mehr als 50%. Dies bedeutet, dass andere Muskeln, die zur Unterstützung und Bewegung von Kopf, Beinen und Bauch verwendet werden, eingeschränkt und gegen das Exoskelett gedrückt werden.
Sobald diese Einschränkungen aufgehoben sind, öffnet sich der gesamte Raum in der Brust, was den Forschern zufolge die verbleibenden Muskeln ausdehnen und neu organisieren kann.
Frühere Forschungen in diesem Bereich wurden durchgeführtkonzentrierte sich auf die äußere Struktur von Ameisen. Mit der am OIST verfügbaren Technologie konnten sich Wissenschaftler jedoch ein detailliertes Bild davon machen, was im Brustkorb vor sich ging. Die Forscher führten eine detaillierte Analyse zweier entfernt verwandter Ameisenarten durch, darunter flügellose Arbeiterameisen und fliegende Ameisenköniginnen.
Wissenschaftler haben fortgeschrittenes Röntgen verwendetTechnologien zum Scannen der inneren und äußeren Anatomie. Wie zum Beispiel die in einem Krankenhaus verwendete Computertomographie, jedoch mit einer viel höheren Auflösung. Basierend auf diesen Scans kartierten die Experten alle verschiedenen Muskeln und modellierten sie in 3D. Das Ergebnis ist eine detaillierte Ansicht der Innenseite der Brust. Anschließend verglichen sie die Forschungsergebnisse der beiden Arten mit einer Reihe anderer Ameisen und flügelloser Insekten.
Wie erwartet fanden die Forscherdass der Verlust der Flugfähigkeit es den Arbeiterameisen ermöglichte, den Brustkorb erfolgreich neu anzuordnen. "Im Brustkorb der Arbeiterameise ist alles wunderschön in einen winzigen Raum integriert", erklärte Dr. Christian Peters, Hauptautor dieses Artikels, der Forschungsprofessor an der Sorbonne war. „Alle drei Muskelgruppen haben an Volumen zugenommen, was den arbeitenden Ameisen mehr Kraft und Stärke verleiht. Die Geometrie der Nackenmuskeln, die den Kopf stützen und bewegen, hat sich ebenfalls geändert. Die innere Muskelhaftung war auch anders. "
Interessanterweise haben Wissenschaftler während des Studiums flügellose Wespenfanden heraus, dass diese Insekten völlig anders auf den Verlust der Flugfähigkeit reagierten. Vertreter dieser Art leben alleine und konsumieren Nahrung, wenn sie sie finden. Auf der anderen Seite sind Ameisen Teil der Kolonie. Sie jagen oder sammeln Nahrung, die dann für die Königin und die jüngeren Verwandten zum Nest gebracht werden muss. Der Auswahldruck zur Förderung der Portabilität war logisch.
Seit Jahrhunderten werden Ameisen unter dem Gesichtspunkt untersuchtin Bezug auf ihr Verhalten, ihre Ökologie und ihre Genetik, aber wie die Forscher betonten, wurde der Grund für ihre Stärke bisher ignoriert. Der nächste Schritt besteht darin, detailliertere biomechanische Modelle der Funktionsweise verschiedener Muskelgruppen zu entwickeln. Darüber hinaus werden Wissenschaftler ähnliche Untersuchungen an Unterkiefer und Beinen durchführen.
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