Hyönteiset löytävät vahakerroksensa salaisuuden: suoja ja viestintä yhdistettynä!

Hyönteiset löytävät vahakerroksensa salaisuuden: suoja ja viestintä yhdistettynä!

Mainzin ja Paris Citén yliopistojen tutkijat tutkivat tuoreessa tutkimuksessa hyönteisten vahakerroksen fysikaalisia ominaisuuksia. Tällä kutikulaarisista hiilivedyistä (CHC:t) koostuvalla kerroksella on keskeinen rooli suojauksessa kuivumiselta ja kemiallisessa kommunikaatiossa hyönteisten välillä. Tutkimus julkaistiin tunnetussa lehdessä Journal of the Royal Society Interface julkaistu osoittaa ensimmäistä kertaa, että tämän vahakerroksen nestefaasilla on kaksi eri viskositeettia.

Erityisen mielenkiintoista on, että vahakerroksen paksu osa muistuttaa hunajaa, kun taas ohut faasi näyttää oliiviöljyltä. Tämän monimutkaisen faasikäyttäytymisen ansiosta hyönteiset voivat samanaikaisesti täyttää kemialliset viestintätarpeensa ja suojautua veden häviämiseltä. Tämä on erityisen tärkeää, koska hyönteispopulaatiot vähenevät maailmanlaajuisesti, osittain ilmaston lämpenemisen ja siihen liittyvien korkeiden lämpötilojen vuoksi, mikä lisää nestehukkaa eläinten kitiinisten kuorien kautta.

Fysikaaliset ominaisuudet ja niiden merkitys

Tutkijat tutkivat vahakerroksen viskositeettia lämpötilan funktiona. 28 celsiusasteessa pidetyt muurahaiset osoittivat korkeampaa viskositeettia verrattuna 20 asteessa pidettyihin näytteisiin. Tämä lämpötilariippuvuus korostaa hyönteisten kykyä säätää vahakerroksensa kemiallista koostumusta suojatakseen itseään tehokkaasti kuivumiselta. Viskoosisempi kerros antaa paremman suojan, kun taas ohuempi koostumus on tärkeä kemiallisen kommunikoinnin kannalta.

Tutkimuksessa verrattiin vahakerroksen viskositeettia moottoriöljyn viskositeettiin. Tämä on huomionarvoista, koska ilmiö on havaittu 11 eri muurahaislajissa, joista jokaisessa on erilaisia ​​aineseoksia CHC:ssä. Vahakerroksen kemiallisen koostumuksen ja viskositeetin välinen yhteys voi olla ratkaiseva pesäkavereiden tunnistamisessa ja vihollisilta puolustautumisessa.

Vahakerros evoluutiotekijänä

Vahakerroksella ei ole kiinteää sulamispistettä, vaan nesteen sulamisalue noin -45 °C - +30 - 40 °C. Tämä differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla tutkittu ilmiö osoittaa, että CHC:t ovat neste-kiintoaineseoksessa. Tämä ehto on niiden toiminnan kannalta ratkaiseva, sillä se varmistaa sekä suojan kuivumista vastaan ​​että mahdollistaa tehokkaan viestinnän hyönteisten välillä.

Tämän poikkitieteellisen tutkimuksen tulokset avaavat uusia näkökulmia vahakerroksen biologisten toimintojen ymmärtämiseen. Ottaen huomioon hyönteisten huomattavan vähenemisen, myös ilmastonmuutoksen seurauksena, näiden mekanismien ymmärtäminen on keskeistä. Tulevat tutkimukset keskittyvät edelleen tutkimaan CHC:iden viskositeettia ja sulamiskäyttäytymistä eri lämpötiloissa kolmen viikon aikana, jotta evoluution vaikutukset ymmärrettäisiin paremmin.

Kaiken kaikkiaan uudet löydökset tekevät selväksi, että suoja kuivumista vastaan ​​ja viestintätarpeet ovat dynaamisessa tasapainossa, joka on välttämätöntä muurahaisten selviytymiselle. Lisätutkimukset ovat tarpeen, jotta voidaan johdonmukaisesti analysoida hyönteisten sopeutumismekanismeja muutosaikoina.