Les scientifiques ont pris des radiographies et créé des modèles tridimensionnels du thorax des insectes - la partie centrale
"Les fourmis ouvrières sont issues d'insectes volants,explique le professeur Evan Economo, chef de l'unité Biodiversité de l'OIST. "Nous avons toujours supposé que c'était la perte de la capacité de voler qui les aidait à optimiser leur travail au sol."
En général, la capacité de voler impose de gravesrestrictions de type de corps. Chez les insectes volants, les muscles des ailes occupent la majeure partie de la poitrine - parfois plus de 50%. Cela signifie que les autres muscles utilisés pour soutenir et déplacer la tête, les jambes et l'abdomen sont contraints et pressés contre l'exosquelette.
Mais une fois ces restrictions supprimées, tout l'espace de la poitrine devient ouvert, ce qui, selon les chercheurs, permet aux muscles restants de se dilater et de se réorganiser.
Des recherches antérieures dans ce domaine ont étéconcentré sur la structure externe des fourmis. Cependant, grâce à la technologie disponible à l’OIST, les scientifiques ont pu obtenir une image détaillée de ce qui se passait à l’intérieur de la poitrine. Les chercheurs ont mené une analyse détaillée de deux espèces de fourmis éloignées, notamment les ouvrières sans ailes et les reines volantes.
Les scientifiques ont utilisé les rayons X avancéstechnologies de numérisation de l'anatomie interne et externe. Comme, par exemple, la tomodensitométrie utilisée dans un hôpital, mais avec une résolution beaucoup plus élevée. Sur la base de ces scans, les experts ont cartographié tous les différents muscles et les ont modélisés en 3D. Le résultat est une vue détaillée de l'intérieur de la poitrine. Ils ont ensuite comparé les résultats de recherche des deux espèces avec un certain nombre d'autres fourmis et insectes sans ailes.
Comme prévu, les chercheurs ont découvertque la perte de la capacité de voler a permis aux fourmis ouvrières de réorganiser avec succès la cage thoracique. «À l'intérieur de la cage thoracique de la fourmi ouvrière, tout est magnifiquement intégré dans un petit espace», explique le Dr Christian Peters, auteur principal de cet article, qui était professeur-chercheur à l'Université de la Sorbonne. - Les trois groupes musculaires ont augmenté de volume, ce qui a donné aux fourmis qui travaillent plus de force et de puissance. La géométrie des muscles du cou qui soutiennent et déplacent la tête a également changé. L'attachement musculaire interne était également différent. "
Fait intéressant, tout en étudiant les guêpes sans ailes, les scientifiquesont constaté que ces insectes réagissaient d'une manière complètement différente à la perte de la capacité de voler. Les représentants de cette espèce vivent seuls et consomment de la nourriture lorsqu'ils la trouvent. D'autre part, les fourmis font partie de la colonie. Ils chassent ou ramassent de la nourriture, qui doit ensuite être transportée au nid pour la reine et les plus jeunes parents. La pression de sélection pour promouvoir la portabilité était logique.
Pendant des siècles, les fourmis ont été étudiées d'un point de vuevue sur leur comportement, leur écologie et leur génétique, mais, comme l'ont souligné les chercheurs, la raison de leur force a jusqu'à présent été ignorée. L'étape suivante consiste à développer des modèles biomécaniques plus détaillés du fonctionnement de divers groupes musculaires. En outre, les scientifiques entreprendront des études similaires sur la mâchoire inférieure et les jambes.
Lisez aussi
Recherche: l'écologie de la Terre a radicalement changé au cours des 70 dernières années
Les scientifiques ont modifié la structure de la batterie solaire et augmenté son efficacité de 125%
Au jour 3 de la maladie, la plupart des patients atteints de COVID-19 perdent leur odorat et souffrent souvent d'un nez qui coule