الحشرات تكتشف سر طبقتها الشمعية: الحماية والتواصل معًا!

الحشرات تكتشف سر طبقتها الشمعية: الحماية والتواصل معًا!

وفي دراسة حديثة، قام باحثون من جامعتي ماينز وباريس سيتي بفحص الخصائص الفيزيائية للطبقة الشمعية للحشرات. تلعب هذه الطبقة، المكونة من الهيدروكربونات الجلدية (CHCs)، دورًا حاسمًا في الحماية من الجفاف والتواصل الكيميائي بين الحشرات. الدراسة نشرت في المجلة الشهيرة مجلة واجهة الجمعية الملكية يُظهر المنشور لأول مرة أن الطور السائل لطبقة الشمع هذه له لزوجتان مختلفتان.

والأمر المثير للاهتمام بشكل خاص هو أن الجزء السميك من طبقة الشمع يشبه العسل، بينما يشبه الجزء الرقيق زيت الزيتون. يسمح هذا السلوك المرحلي المعقد للحشرات بتلبية احتياجات التواصل الكيميائي الخاصة بها في نفس الوقت وحماية نفسها من فقدان الماء. وهذا مهم بشكل خاص مع انخفاض أعداد الحشرات على مستوى العالم، ويرجع ذلك جزئيًا إلى ظاهرة الاحتباس الحراري ودرجات الحرارة المرتفعة المرتبطة به، مما يزيد من فقدان السوائل من خلال الأصداف الكيتينية للحيوانات.

الخصائص الفيزيائية ومعناها

قام الباحثون بفحص لزوجة طبقة الشمع كدالة لدرجة الحرارة. أظهر النمل الذي تم حفظه عند 28 درجة مئوية لزوجة أعلى مقارنة بالعينات المحفوظة عند 20 درجة. يؤكد هذا الاعتماد على درجة الحرارة على قدرة الحشرات على ضبط التركيب الكيميائي لطبقة الشمع الخاصة بها من أجل حماية نفسها بشكل فعال من الجفاف. توفر الطبقة الأكثر لزوجة حماية أفضل، في حين أن التركيبة الرقيقة مهمة للتواصل الكيميائي.

قارنت الدراسة لزوجة الطبقة الشمعية بلزوجة زيت المحرك. وهذا أمر لافت للنظر لأنه تمت ملاحظة هذه الظاهرة في أحد عشر نوعًا مختلفًا من النمل، ولكل منها خليط مختلف من المواد الموجودة في مركبات الكربون الكلورية فلورية الخاصة بها. يمكن أن يكون الارتباط بين التركيب الكيميائي لطبقة الشمع ولزوجته أمرًا حاسمًا للتعرف على رفاق العش والدفاع ضد الأعداء.

طبقة الشمع كعامل تطوري

لا تحتوي طبقة الشمع على نقطة انصهار ثابتة، بل نطاق انصهار سائل يتراوح بين -45 درجة مئوية إلى +30 إلى 40 درجة مئوية. تظهر هذه الظاهرة، التي تمت دراستها بواسطة قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي، أن مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية موجودة في خليط سائل صلب. تعتبر هذه الحالة حاسمة بالنسبة لوظائفها لأنها تضمن الحماية ضد الجفاف وتمكن من التواصل الفعال بين الحشرات.

تفتح نتائج هذا البحث متعدد التخصصات آفاقًا جديدة لفهم الوظائف البيولوجية لطبقة الشمع. وفي ضوء الانخفاض الملحوظ في أعداد الحشرات، نتيجة لتغير المناخ أيضًا، فإن فهم هذه الآليات له أهمية مركزية. سوف تركز الدراسات المستقبلية على مواصلة فحص سلوك اللزوجة والذوبان لمركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية عند درجات حرارة مختلفة على مدى ثلاثة أسابيع لفهم الآثار التطورية بشكل أفضل.

بشكل عام، توضح النتائج الجديدة أن الحماية ضد الجفاف واحتياجات التواصل موجودة في توازن ديناميكي ضروري لبقاء النمل. من الضروري إجراء مزيد من الأبحاث لتحليل آليات تكيف الحشرات بشكل مستمر في أوقات التغيير.