Gli scienziati hanno effettuato delle radiografie e creato modelli tridimensionali del torace degli insetti, quello centrale
“Le formiche operaie si sono evolute da insetti volanti,spiega il professor Evan Economo, capo dell'Unità Biodiversità dell'OIST. "Abbiamo sempre pensato che fosse la perdita della capacità di volare ad aiutarli a ottimizzare il loro lavoro a terra."
In generale, la capacità di volare impone serietàrestrizioni sul tipo di corpo. Negli insetti volanti, i muscoli delle ali occupano la maggior parte del torace, a volte più del 50%. Ciò significa che altri muscoli che vengono utilizzati per sostenere e muovere la testa, le gambe e l'addome sono vincolati e premuti contro l'esoscheletro.
Ma una volta rimosse queste restrizioni, tutto lo spazio nel torace diventa aperto, il che i ricercatori suggeriscono consente ai muscoli rimanenti di espandersi e riorganizzarsi.
Precedenti ricerche in questo settore sono statefocalizzato sulla struttura esterna delle formiche. Tuttavia, con la tecnologia disponibile presso l’OIST, gli scienziati sono stati in grado di ottenere un quadro dettagliato di ciò che stava accadendo all’interno del torace. I ricercatori hanno condotto un'analisi dettagliata di due specie di formiche lontanamente imparentate, tra cui le formiche operaie senza ali e le formiche regine volanti.
Gli scienziati hanno utilizzato raggi X avanzatitecnologie per la scansione dell'anatomia interna ed esterna. Come, ad esempio, la tomografia computerizzata utilizzata in un ospedale, ma con una risoluzione molto più elevata. Sulla base di queste scansioni, gli esperti hanno mappato tutti i diversi muscoli e li hanno modellati in 3D. Il risultato è una vista dettagliata dell'interno del torace. Hanno quindi confrontato i risultati della ricerca delle due specie con una serie di altre formiche e insetti senza ali.
Как и предполагалось, исследователи обнаружили, che la perdita della capacità di volare ha permesso alle formiche operaie di riorganizzare con successo la gabbia toracica. "All'interno della cassa toracica della formica operaia, tutto è magnificamente integrato in uno spazio minuscolo", ha spiegato il dottor Christian Peters, autore principale di questo articolo, professore di ricerca presso l'Università della Sorbona. - Tutti e tre i gruppi muscolari sono aumentati di volume, il che ha dato alle formiche che lavorano più forza e potenza. Anche la geometria dei muscoli del collo che sostengono e muovono la testa è cambiata. Anche l'attaccamento muscolare interno era diverso ".
È interessante notare che, mentre studiavano le vespe senza ali, gli scienziatiscoperto che questi insetti reagivano in modo completamente diverso alla perdita della capacità di volare. I rappresentanti di questa specie vivono da soli e consumano cibo quando lo trovano. D'altra parte, le formiche fanno parte della colonia. Cacciano o raccolgono cibo, che deve poi essere portato al nido per la regina e per i parenti più giovani. La pressione selettiva per promuovere la portabilità era logica.
Per secoli le formiche sono state studiate da un punto di vistavista del loro comportamento, ecologia e genetica, ma, come hanno sottolineato i ricercatori, il motivo della loro forza è stato finora ignorato. Il prossimo passo è sviluppare modelli biomeccanici più dettagliati del funzionamento di vari gruppi muscolari. Inoltre, gli scienziati intraprenderanno studi simili sulla mascella inferiore e sulle gambe.
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