Hmyz objevuje tajemství své voskové vrstvy: ochrana a komunikace v kombinaci!

Hmyz objevuje tajemství své voskové vrstvy: ochrana a komunikace v kombinaci!

V nedávné studii zkoumali vědci z univerzit Mainz a Paris Cité fyzikální vlastnosti voskové vrstvy hmyzu. Tato vrstva, složená z kutikulárních uhlovodíků (CHC), hraje klíčovou roli v ochraně proti vysychání a chemické komunikaci mezi hmyzem. Studie publikovaná v renomovaném časopise Journal of the Royal Society Interface zveřejněné poprvé ukazuje, že kapalná fáze této voskové vrstvy má dvě různé viskozity.

Zvláště zajímavé je, že tlustá část voskové vrstvy připomíná med, zatímco tenká fáze vypadá jako olivový olej. Toto komplexní fázové chování umožňuje hmyzu současně plnit své potřeby chemické komunikace a chránit se před ztrátou vody. To je zvláště důležité, protože populace hmyzu globálně klesají, částečně kvůli globálnímu oteplování a souvisejícím vysokým teplotám, které zvyšují ztráty tekutin přes chitinózní schránky zvířat.

Fyzikální vlastnosti a jejich význam

Vědci zkoumali viskozitu voskové vrstvy jako funkci teploty. Mravenci chovaní při 28 stupních Celsia vykazovali vyšší viskozitu ve srovnání se vzorky chovanými při 20 stupních. Tato teplotní závislost podtrhuje schopnost hmyzu upravit chemické složení své voskové vrstvy, aby se účinně chránil před vysycháním. Viskóznější vrstva poskytuje lepší ochranu, zatímco tenčí složení je důležité pro chemickou komunikaci.

Studie porovnávala viskozitu voskové vrstvy s viskozitou motorového oleje. To je pozoruhodné, protože tento jev byl pozorován u jedenácti různých druhů mravenců, z nichž každý má ve svých CHC různé směsi látek. Souvislost mezi chemickým složením voskové vrstvy a její viskozitou by mohla být zásadní pro rozpoznání hnízdních kamarádů a obranu před nepřáteli.

Vosková vrstva jako evoluční faktor

Vosková vrstva nemá pevný bod tání, ale spíše tekutý rozsah tání kolem -45 °C až +30 až 40 °C. Tento jev, studovaný diferenciální skenovací kalorimetrií, ukazuje, že CHC existují ve směsi kapalina-pevná látka. Tato podmínka je pro jejich funkci klíčová, protože zajišťuje jak ochranu před vysycháním, tak umožňuje efektivní komunikaci mezi hmyzem.

Výsledky tohoto interdisciplinárního výzkumu otevírají nové perspektivy pro pochopení biologických funkcí voskové vrstvy. S ohledem na znatelný úbytek hmyzu, také v důsledku klimatických změn, je pochopení těchto mechanismů zásadní. Budoucí studie se zaměří na další zkoumání viskozity a chování CHC při tání při různých teplotách po dobu tří týdnů, aby bylo možné lépe pochopit evoluční důsledky.

Celkově nové poznatky jasně ukazují, že ochrana před vysycháním a potřeby komunikace jsou v dynamické rovnováze, která je nezbytná pro přežití mravenců. Další výzkum je nezbytný pro důslednou analýzu adaptačních mechanismů hmyzu v době změn.