Oamenii de știință au luat raze X și au creat modele tridimensionale ale toracelui insectelor - cel central
„Furnicile lucrătoare au evoluat din insecte zburătoare,explică profesorul Evan Economo, șeful Unității de Biodiversitate a OIST. „Am presupus întotdeauna că pierderea capacității de a zbura i-a ajutat să își optimizeze munca la sol.”
În general, capacitatea de a zbura impune serioaserestricții de tip corp. La insectele zburătoare, mușchii aripilor ocupă cea mai mare parte a pieptului - uneori mai mult de 50%. Aceasta înseamnă că alți mușchi care sunt folosiți pentru susținerea și mișcarea capului, picioarelor și abdomenului sunt constrânși și presați împotriva exoscheletului.
Dar, odată ce aceste restricții sunt eliminate, întregul spațiu din piept devine deschis, ceea ce cercetătorii speculează că permite mușchilor rămași să se extindă și să se reorganizeze.
Cercetările anterioare în acest domeniu au fostconcentrat pe structura externă a furnicilor. Cu toate acestea, cu tehnologia disponibilă la OIST, oamenii de știință au reușit să obțină o imagine detaliată a ceea ce se întâmplă în interiorul pieptului. Cercetătorii au efectuat o analiză detaliată a două specii de furnici înrudite la distanță, inclusiv furnici lucrătoare fără aripi și furnici regine zburătoare.
Oamenii de știință au folosit raze X avansatetehnologii pentru scanarea anatomiei interne și externe. Cum ar fi, de exemplu, tomografia computerizată utilizată într-un spital, dar cu o rezoluție mult mai mare. Pe baza acestor scanări, experții au cartografiat toți mușchii diferiți și i-au modelat în 3D. Rezultatul este o vedere detaliată a interiorului pieptului. Apoi au comparat rezultatele studiilor celor două specii cu o serie de alte furnici și insecte fără aripi.
După cum era de așteptat, cercetătorii au descoperitcă pierderea capacității de a zbura a permis furnicilor muncitoare să rearanjeze cu succes cutia toracică. „În interiorul cuștii toracice a furnicilor lucrătoare, totul este frumos integrat într-un spațiu mic”, a explicat dr. Christian Peters, autorul principal al acestui articol, care a fost profesor de cercetare la Universitatea Sorbona. „Toate cele trei grupe musculare au crescut în volum, oferind furnicilor de lucru mai multă putere și putere. S-a schimbat și geometria mușchilor gâtului care susțin și mișcă capul. Atașamentul muscular intern a fost, de asemenea, diferit. "
Interesant este că, în timp ce studiau viespi fără aripi, oamenii de științăa constatat că aceste insecte au reacționat într-un mod complet diferit la pierderea capacității de a zbura. Reprezentanții acestei specii trăiesc singuri și consumă hrană atunci când o găsesc. Pe de altă parte, furnicile fac parte din colonie. Ei vânează sau colectează hrană, care trebuie apoi transportată la cuib pentru regină și rudele mai tinere. Presiunea de selecție pentru a promova portabilitatea a fost logică.
De secole, furnicile au fost studiate din punct de vederedin punct de vedere al comportamentului, ecologiei și geneticii lor, dar, așa cum au subliniat cercetătorii, motivul forței lor a fost ignorat până acum. Următorul pas este de a dezvolta modele biomecanice mai detaliate ale funcționării diferitelor grupe musculare. În plus, oamenii de știință vor întreprinde studii similare asupra maxilarului inferior și a picioarelor.
Citește și
Cercetare: ecologia Pământului s-a schimbat dramatic în ultimii 70 de ani
Oamenii de știință au schimbat structura bateriei solare și au sporit eficiența acesteia cu 125%
În ziua a 3-a de boală, majoritatea pacienților cu COVID-19 își pierd simțul mirosului și suferă adesea de un nas curgător