Вчені зробили рентгенівські знімки та створили тривимірні моделі грудної клітки комахи — центральної
«Робочі мурахи походять від літаючих комах», — пояснює він.Еван Економо, керівник відділу біорізноманіття в OIST, сказав: «Ми завжди припускали, що саме втрата здатності літати допомогла їм оптимізувати свою роботу на землі».
Взагалі можливість літати накладає серйозніобмеження на статуру. У літаючих комах м'язи крил займають більшу частину грудної клітки - іноді більше 50%. Це означає, що інші м'язи, які використовуються для підтримки і рухи голови, ніг і живота, обмежені і притиснуті до екзоскелет.
Але як тільки ці обмеження усунуті, весь простір в грудній клітці стає відкритим, що, як припускають дослідники, дозволяє залишилися м'язам розширитися і реорганізуватися.
Попередні дослідження в цій галузі були зосереджені на зовнішній будові мурах.Однак за допомогою технологій, доступних в OIST, вчені змогли отримати детальну картину того, що відбуваєтьсяДослідники провели детальний аналіз двох віддалено споріднених видів мурах, включаючи безкрилих робочих мурах і літаючих маток.
Вчені використовували передові рентгенівськітехнології для сканування внутрішньої і зовнішньої анатомії. Такі, наприклад, як комп'ютерна томографія, яка використовується в лікарні, але з набагато більш високою роздільною здатністю. На основі цих сканувань експерти нанесли на карту все різні м'язи і змоделювали їх у тривимірному форматі. В результаті вийшло докладне зображення внутрішньої частини грудної клітки. Потім вони порівняли результати досліджень цих двох видів з рядом інших мурах і безкрилих комах.
Як і передбачалося, дослідники виявили,що втрата можливості літати дозволила мурашкам-робочим вдало перебудувати грудну клітку. «Усередині грудної клітини робочого мурашки все прекрасно інтегровано в крихітний простір, - пояснив доктор Крістіан Петерс, провідний автор цієї статті, який був професором-дослідником в Університеті Сорбонни. - Всі три групи м'язів збільшилися в обсязі, що дало робочим мурашкам більше сили і могутності. Також змінилася геометрія м'язів шиї, які підтримують і рухають голову. Внутрішнє кріплення м'язів також було іншим ».
Цікаво, що, вивчаючи безкрилих ос, вченівиявили: ці комахи зовсім по-іншому відреагували на втрату можливості літати. Представники цього виду живуть поодинці і споживають їжу тоді, коли знаходять. З іншого боку, мурахи - частина колонії. Вони полюють або збирають їжу, яку потім потрібно віднести в гніздо для королеви і молодших родичів. Тиск відбору, що сприяло переносимості, було логічним.
Протягом століть мурах вивчали з точкизору їх поведінки, екології і генетики, але, як підкреслили дослідники, причина їх сили досі залишалася поза увагою. Наступним кроком є розробка більш докладних біомеханічних моделей функціонування різних груп м'язів. Крім того, вчені займуться аналогічними дослідженнями нижньої щелепи і ніг.
Читати також
Дослідження: екологія Землі різко змінилася за останні 70 років
Вчені змінили структуру сонячної батареї і збільшили її ефективність на 125%
На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю