Wetenschappers hebben röntgenfoto's gemaakt en driedimensionale modellen gemaakt van de thorax van insecten - de centrale
“Werkmieren zijn ontstaan uit vliegende insecten,legt professor Evan Economo, hoofd van de Biodiversiteitseenheid van OIST, uit. “We zijn er altijd van uitgegaan dat het verlies van het vermogen om te vliegen hen hielp hun werk op de grond te optimaliseren.”
Over het algemeen is het vermogen om te vliegen ernstig op te leggenbeperkingen van het lichaamstype. Bij vliegende insecten bezetten de vleugelspieren het grootste deel van de borst - soms meer dan 50%. Dit betekent dat andere spieren die worden gebruikt om het hoofd, de benen en de buik te ondersteunen en te bewegen, worden ingeklemd en tegen het exoskelet worden gedrukt.
Maar zodra deze beperkingen zijn opgeheven, wordt alle ruimte in de borst open, wat volgens de onderzoekers de resterende spieren laat uitzetten en reorganiseren.
Eerder onderzoek op dit gebied is geweestgericht op de externe structuur van mieren. Met de technologie die bij OIST beschikbaar is, konden wetenschappers echter een gedetailleerd beeld krijgen van wat er in de borst gebeurde. De onderzoekers voerden een gedetailleerde analyse uit van twee ver verwante mierensoorten, waaronder vleugelloze werkmieren en vliegende koninginnenmieren.
Wetenschappers hebben geavanceerde röntgenfoto's gebruikttechnologieën voor het scannen van interne en externe anatomie. Zoals bijvoorbeeld de computertomografie die in een ziekenhuis wordt gebruikt, maar dan met een veel hogere resolutie. Op basis van deze scans hebben de experts alle verschillende spieren in kaart gebracht en in 3D gemodelleerd. Het resultaat is een gedetailleerd beeld van de binnenkant van de borst. Vervolgens vergeleken ze de onderzoeksresultaten van de twee soorten met een aantal andere mieren en vleugelloze insecten.
Zoals verwacht, vonden de onderzoekersdat het verlies van het vermogen om te vliegen de werkmieren in staat stelde om de ribbenkast met succes te herschikken. "In de ribbenkast van de werkmier is alles prachtig geïntegreerd in een kleine ruimte", legt Dr. Christian Peters uit, hoofdauteur van dit artikel, die onderzoeksprofessor was aan de Sorbonne Universiteit. “Alle drie de spiergroepen zijn in volume toegenomen, waardoor de werkende mieren meer kracht en kracht krijgen. De geometrie van de nekspieren die het hoofd ondersteunen en bewegen, is ook veranderd. Interne spieraanhechting was ook anders. "
Interessant is dat wetenschappers bij het bestuderen van vleugelloze wespenontdekte dat deze insecten totaal anders reageerden op het verlies van het vermogen om te vliegen. Vertegenwoordigers van deze soort leven alleen en consumeren voedsel wanneer ze het vinden. Aan de andere kant maken mieren deel uit van de kolonie. Ze jagen of verzamelen voedsel, dat vervolgens naar het nest moet worden gedragen voor de koningin en jongere familieleden. De selectiedruk om draagbaarheid te bevorderen was logisch.
Mieren worden al eeuwenlang vanuit een oogpunt bestudeerdin termen van hun gedrag, ecologie en genetica, maar, zoals de onderzoekers benadrukten, de reden voor hun kracht is tot nu toe genegeerd. De volgende stap is het ontwikkelen van meer gedetailleerde biomechanische modellen van het functioneren van verschillende spiergroepen. Bovendien zullen wetenschappers vergelijkbare onderzoeken uitvoeren naar de onderkaak en benen.
Lees ook
Onderzoek: de ecologie van de aarde is de afgelopen 70 jaar drastisch veranderd
Wetenschappers hebben de structuur van de zonnebatterij veranderd en de efficiëntie ervan met 125% verhoogd
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus