Forskare tog röntgenstrålar och skapade tredimensionella modeller av insekternas bröstkorg - den centrala
"Arbetarmyror utvecklades från flygande insekter,förklarar professor Evan Economo, chef för OIST:s enhet för biologisk mångfald. "Vi har alltid antagit att det var förlusten av förmågan att flyga som hjälpte dem att optimera sitt arbete på marken."
I allmänhet innebär förmågan att flyga allvarbegränsningar av kroppstyp. Hos flygande insekter upptar vingmusklerna större delen av bröstet - ibland mer än 50%. Detta innebär att andra muskler som används för att stödja och röra huvudet, benen och buken begränsas och pressas mot exoskelettet.
Men när dessa begränsningar har tagits bort blir hela utrymmet i bröstet öppet, vilket forskarna spekulerar gör att de återstående musklerna kan expandera och omorganisera.
Tidigare forskning inom detta område har varitfokuserat på myrornas yttre struktur. Men med den teknik som finns tillgänglig på OIST kunde forskare få en detaljerad bild av vad som hände inuti bröstet. Forskarna genomförde en detaljerad analys av två avlägset besläktade myrarter, inklusive vinglösa arbetsmyror och flygande drottningsmyror.
Forskare har använt avancerad röntgenteknik för att skanna inre och yttre anatomi. Såsom till exempel datortomografi som används på ett sjukhus, men med en mycket högre upplösning. Baserat på dessa skanningar kartlade experterna alla de olika musklerna och modellerade dem i 3D. Resultatet är en detaljerad vy av bröstets insida. De jämförde sedan forskningsresultaten för de två arterna med ett antal andra myror och vinglösa insekter.
Som förväntat fann forskarnaatt förlusten av förmågan att flyga gjorde det möjligt för arbetarmyrorna att framgångsrikt ordna revbenet. "Inuti en arbetarmyrs bröstkorgen är allt vackert integrerat i ett litet utrymme", förklarade Dr. Christian Peters, huvudförfattare till denna artikel, som var forskningsprofessor vid Sorbonne University. ”Alla tre muskelgrupperna har ökat i volym, vilket ger arbetsmyrorna mer styrka och kraft. Geometrin hos nackmusklerna som stöder och rör huvudet har också förändrats. Intern muskelfästning var också annorlunda. "
Intressant är att forskare studerade vingar utan vingarfann att dessa insekter reagerade på ett helt annat sätt till förlusten av förmågan att flyga. Representanter för denna art lever ensamma och konsumerar mat när de hittar den. Å andra sidan är myror en del av kolonin. De jagar eller samlar in mat, som sedan måste bäras till boet för drottningen och yngre släktingar. Urvalstrycket som främjade bärbarhet var logiskt.
I århundraden har myror studerats ur en synvinkelnär det gäller deras beteende, ekologi och genetik, men som forskarna betonade har orsaken till deras styrka hittills ignorerats. Nästa steg är att utveckla mer detaljerade biomekaniska modeller för hur olika muskelgrupper fungerar. Dessutom kommer forskare att genomföra liknande studier av underkäken och benen.
Läs också
Forskning: Jordens ekologi har förändrats dramatiskt under de senaste 70 åren
Forskare har ändrat solbatteriets struktur och ökat dess effektivitet med 125%
På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa