Οι επιστήμονες πήραν ακτίνες Χ και δημιούργησαν τρισδιάστατα μοντέλα του θώρακα των εντόμων - το κεντρικό
«Τα εργατικά μυρμήγκια εξελίχθηκαν από ιπτάμενα έντομα,εξηγεί ο καθηγητής Evan Economo, επικεφαλής της Μονάδας Βιοποικιλότητας του OIST. «Πάντα υποθέταμε ότι ήταν η απώλεια της ικανότητας να πετούν που τους βοήθησε να βελτιστοποιήσουν την εργασία τους στο έδαφος».
Σε γενικές γραμμές, η ικανότητα πτήσης επιβάλλει σοβαρήπεριορισμοί τύπου σώματος. Στα ιπτάμενα έντομα, οι μύες των πτερυγίων καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του στήθους - μερικές φορές περισσότερο από 50%. Αυτό σημαίνει ότι άλλοι μύες που χρησιμοποιούνται για να στηρίξουν και να κινήσουν το κεφάλι, τα πόδια και την κοιλιά περιορίζονται και πιέζονται στον εξωσκελετό.
Αλλά μόλις αφαιρεθούν αυτοί οι περιορισμοί, όλο το διάστημα στο στήθος γίνεται ανοιχτό, κάτι που οι ερευνητές προτείνουν επιτρέπει στους υπόλοιπους μυς να επεκταθούν και να αναδιοργανωθούν.
Προηγούμενες έρευνες σε αυτόν τον τομέαεπικεντρώθηκε στην εξωτερική δομή των μυρμηγκιών. Ωστόσο, με την τεχνολογία που ήταν διαθέσιμη στο OIST, οι επιστήμονες μπόρεσαν να πάρουν μια λεπτομερή εικόνα του τι συνέβαινε μέσα στο στήθος. Οι ερευνητές διεξήγαγαν μια λεπτομερή ανάλυση δύο ειδών μυρμηγκιών που σχετίζονται από απόσταση, συμπεριλαμβανομένων των εργατών μυρμηγκιών χωρίς φτερά και των ιπτάμενων μυρμηγκιών βασίλισσας.
Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει προηγμένη ακτινογραφίατεχνολογίες σάρωσης εσωτερικής και εξωτερικής ανατομίας. Όπως, για παράδειγμα, η υπολογιστική τομογραφία που χρησιμοποιείται σε νοσοκομείο, αλλά με πολύ υψηλότερη ανάλυση. Με βάση αυτές τις σαρώσεις, οι ειδικοί χαρτογράφησαν όλους τους διαφορετικούς μύες και τους μοντελοποίησαν σε 3D. Το αποτέλεσμα είναι μια λεπτομερής εικόνα του εσωτερικού του στήθους. Στη συνέχεια συνέκριναν τα αποτελέσματα της έρευνας των δύο ειδών με διάφορα άλλα μυρμήγκια και έντομα χωρίς φτερά.
Όπως αναμενόταν, οι ερευνητές βρήκανότι η απώλεια της ικανότητας πτήσης επέτρεψε στα μυρμήγκια των εργαζομένων να αναδιατάξουν με επιτυχία το θώρακα. «Μέσα στο θώρακα του εργατικού μυρμήγκι, όλα είναι όμορφα ενσωματωμένα σε ένα μικρό χώρο», εξήγησε ο Δρ. Christian Peters, επικεφαλής συγγραφέας αυτού του άρθρου, ο οποίος ήταν καθηγητής έρευνας στο Πανεπιστήμιο της Σορβόννης. «Και οι τρεις μυϊκές ομάδες έχουν αυξηθεί σε όγκο, δίνοντας στα μυρμήγκια εργασίας περισσότερη δύναμη και δύναμη. Η γεωμετρία των μυών του αυχένα που υποστηρίζουν και κινούν το κεφάλι έχει επίσης αλλάξει. Η εσωτερική προσκόλληση των μυών ήταν επίσης διαφορετική. "
Είναι ενδιαφέρον, ενώ μελετούσαν σφήκες χωρίς πτέρυγα, επιστήμονεςδιαπίστωσαν ότι αυτά τα έντομα αντέδρασαν με εντελώς διαφορετικό τρόπο στην απώλεια της ικανότητας πτήσης. Εκπρόσωποι αυτού του είδους ζουν μόνοι τους και καταναλώνουν τρόφιμα όταν το βρίσκουν. Από την άλλη πλευρά, τα μυρμήγκια αποτελούν μέρος της αποικίας. Κυνηγούν ή μαζεύουν φαγητό, το οποίο στη συνέχεια πρέπει να μεταφερθεί στη φωλιά για τη βασίλισσα και τους νεότερους συγγενείς. Η πίεση επιλογής για την προώθηση της φορητότητας ήταν λογική.
Για αιώνες, τα μυρμήγκια μελετήθηκαν από την άποψηόσον αφορά τη συμπεριφορά τους, την οικολογία και τη γενετική, αλλά, όπως τόνισαν οι ερευνητές, ο λόγος για τη δύναμή τους έχει αγνοηθεί μέχρι στιγμής. Το επόμενο βήμα είναι η ανάπτυξη πιο λεπτομερών βιομηχανικών μοντέλων της λειτουργίας διαφόρων μυϊκών ομάδων. Επιπλέον, οι επιστήμονες θα πραγματοποιήσουν παρόμοιες μελέτες για την κάτω γνάθο και τα πόδια.
Διαβάστε επίσης
Έρευνα: Η οικολογία της Γης έχει αλλάξει δραματικά τα τελευταία 70 χρόνια
Οι επιστήμονες έχουν αλλάξει τη δομή της ηλιακής μπαταρίας και αύξησαν την απόδοσή της κατά 125%
Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή