![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
amzyНавесні 2018 року доктор Філіп Метьюз типово проводив свій день, ловив бабок в експериментальних ставках Університету Британської Колумбії. Зоолог ще не знав, що йому доведеться розгадати столітню ентомологічну таємницю, пов’язану з набагато меншою, але настільки ж гостроцікавою комахою. Коли він працював у ставках, йому в очі привернулися личинки, що плавали у дощовій воді в сусідньому резервуарі для худоби.
Комахи виявилися прісноводними личинками мошки Chaoborus, яку також називають "фантомною мошкою" через її майже прозорість. Завдяки прозорості личинки схожі на крихітних привидів, коли вони рухаються озерами, ставками та калюжами.
«Ці дивні комахи плавали у воді з нейтральною плавучістю, чого не побачиш у комах», — каже доктор Метьюз. «Деякі комахи можуть стати нейтрально плавучими на короткий період під час занурення, але личинки Chaoborus — єдині комахи, близькими до нейтральної плавучості».
Розгадка 100-річної таємниці з нобелівським зв’язком
Деякі риби регулюють свою плавучість шляхом надування плавального міхура за допомогою кисню, вивантаженого з гемоглобіну в їх крові. У 1911 році лауреат Нобелівської премії Август Крог виявив, що личинки Chaoborus використовують зовсім інший механізм, регулюючи свою плавучість за допомогою двох пар внутрішніх мішків, наповнених повітрям. Але він так і не зрозумів, як комахи регулюють об’єм своїх мішків, не маючи крові чи гемоглобіну, як це роблять хребетні.
Випадкове відкриття
Повернувшись у лабораторію після кави, доктор Метьюз встановив повітряні мішки личинок, взятих з резервуара для великої рогатої худоби, на мікроскоп, в якому знаходилася ультрафіолетова лампа, яка освітлювала підставку мікроскопа. Повітряні мішки почали світитися синім кольором.
Синя флуоресценція була зумовлена резиліном — майже ідеальним каучуком, який зустрічається в тих частинах тіл комах, де еластичність має ключове значення, як, наприклад, енергія гнучкості, яка надає можливість блохам робити неймовірні стрибки.
«Дивна річ у резиліні полягає в тому, що він не тільки просто еластичний. Він розбухне, якщо зробити його лужним, і стиснеться, якщо зробити його кислим».
Під час досліджень під керівництвом аспіранта Евана Маккензі дослідники виявили, що комаха не виділяє газ у свої повітряні мішки, щоб змусити їх розширитися. Замість цього вони змінюють рівень pH в стінці повітряного мішка, смуги резиліну в стінці повітряного мішка набухають або стискаються у відповідь і таким чином об’єм мішка регулюється.
Повітряні мішки Chaoborus функціонують як механохімічні двигуни, перетворюючи зміни хімічної потенціальної енергії в механічну роботу.
«Це дійсно дивна адаптація, яку ми не шукали», — каже доктор Метьюз. «Ми просто намагалися з’ясувати, як вони можуть плавати у воді та не тонути».
Дослідження було опубліковано в журналі Current Biology 25 січня 2022 року.
Джерело: Університет Британської Колумбії.
Комахи виявилися прісноводними личинками мошки Chaoborus, яку також називають "фантомною мошкою" через її майже прозорість. Завдяки прозорості личинки схожі на крихітних привидів, коли вони рухаються озерами, ставками та калюжами.
«Ці дивні комахи плавали у воді з нейтральною плавучістю, чого не побачиш у комах», — каже доктор Метьюз. «Деякі комахи можуть стати нейтрально плавучими на короткий період під час занурення, але личинки Chaoborus — єдині комахи, близькими до нейтральної плавучості».
Розгадка 100-річної таємниці з нобелівським зв’язком
Деякі риби регулюють свою плавучість шляхом надування плавального міхура за допомогою кисню, вивантаженого з гемоглобіну в їх крові. У 1911 році лауреат Нобелівської премії Август Крог виявив, що личинки Chaoborus використовують зовсім інший механізм, регулюючи свою плавучість за допомогою двох пар внутрішніх мішків, наповнених повітрям. Але він так і не зрозумів, як комахи регулюють об’єм своїх мішків, не маючи крові чи гемоглобіну, як це роблять хребетні.
Випадкове відкриття
Повернувшись у лабораторію після кави, доктор Метьюз встановив повітряні мішки личинок, взятих з резервуара для великої рогатої худоби, на мікроскоп, в якому знаходилася ультрафіолетова лампа, яка освітлювала підставку мікроскопа. Повітряні мішки почали світитися синім кольором.
Синя флуоресценція була зумовлена резиліном — майже ідеальним каучуком, який зустрічається в тих частинах тіл комах, де еластичність має ключове значення, як, наприклад, енергія гнучкості, яка надає можливість блохам робити неймовірні стрибки.
«Дивна річ у резиліні полягає в тому, що він не тільки просто еластичний. Він розбухне, якщо зробити його лужним, і стиснеться, якщо зробити його кислим».
Під час досліджень під керівництвом аспіранта Евана Маккензі дослідники виявили, що комаха не виділяє газ у свої повітряні мішки, щоб змусити їх розширитися. Замість цього вони змінюють рівень pH в стінці повітряного мішка, смуги резиліну в стінці повітряного мішка набухають або стискаються у відповідь і таким чином об’єм мішка регулюється.
Повітряні мішки Chaoborus функціонують як механохімічні двигуни, перетворюючи зміни хімічної потенціальної енергії в механічну роботу.
«Це дійсно дивна адаптація, яку ми не шукали», — каже доктор Метьюз. «Ми просто намагалися з’ясувати, як вони можуть плавати у воді та не тонути».
Дослідження було опубліковано в журналі Current Biology 25 січня 2022 року.
Джерело: Університет Британської Колумбії.