Kukaiņi atklāj sava vaska slāņa noslēpumu: aizsardzība un komunikācija apvienota!

Kukaiņi atklāj sava vaska slāņa noslēpumu: aizsardzība un komunikācija apvienota!

Nesenā pētījumā Maincas un Parīzes Citē universitāšu pētnieki pētīja kukaiņu vaska slāņa fizikālās īpašības. Šim slānim, kas sastāv no kutikulārajiem ogļūdeņražiem (CHC), ir izšķiroša nozīme aizsardzībā pret izžūšanu un ķīmisko saziņu starp kukaiņiem. Pētījums, kas publicēts slavenajā žurnālā Karaliskās biedrības interfeisa žurnāls publicētais pirmo reizi parāda, ka šī vaska slāņa šķidrajai fāzei ir divas dažādas viskozitātes.

Īpaši interesanti ir tas, ka vaska slāņa biezā daļa atgādina medu, bet plānā fāze izskatās pēc olīveļļas. Šī sarežģītā fāzes uzvedība ļauj kukaiņiem vienlaikus apmierināt savas ķīmiskās komunikācijas vajadzības un pasargāt sevi no ūdens zudumiem. Tas ir īpaši svarīgi, jo kukaiņu populācijas visā pasaulē samazinās, daļēji globālās sasilšanas un ar to saistītās augstās temperatūras dēļ, kas palielina šķidruma zudumu caur dzīvnieku hitīna čaumalām.

Fizikālās īpašības un to nozīme

Pētnieki pārbaudīja vaska slāņa viskozitāti kā temperatūras funkciju. Skudras, kas turētas 28 grādos pēc Celsija, uzrādīja augstāku viskozitāti, salīdzinot ar paraugiem, kas tika turēti 20 grādos. Šī temperatūras atkarība uzsver kukaiņu spēju pielāgot sava vaska slāņa ķīmisko sastāvu, lai efektīvi aizsargātu sevi pret izžūšanu. Viskozāks slānis nodrošina labāku aizsardzību, savukārt plānāks sastāvs ir svarīgs ķīmiskajai komunikācijai.

Pētījumā vaska slāņa viskozitāte tika salīdzināta ar motoreļļas viskozitāti. Tas ir ievērojams, jo šī parādība ir novērota vienpadsmit dažādām skudru sugām, katrai no kurām CHC ir dažādi vielu maisījumi. Saikne starp vaska slāņa ķīmisko sastāvu un tā viskozitāti varētu būt izšķiroša, lai atpazītu ligzdas biedrus un aizsargātos pret ienaidniekiem.

Vaska slānis kā evolūcijas faktors

Vaska slānim nav fiksēta kušanas temperatūra, bet gan šķidruma kušanas diapazons no -45 °C līdz +30 līdz 40 °C. Šī parādība, kas pētīta ar diferenciālo skenēšanas kalorimetriju, parāda, ka CHC pastāv šķidruma un cietā maisījumā. Šis nosacījums ir būtisks to funkcijām, jo ​​tas nodrošina gan aizsardzību pret izžūšanu, gan nodrošina efektīvu saziņu starp kukaiņiem.

Šī starpdisciplinārā pētījuma rezultāti paver jaunas perspektīvas vaska slāņa bioloģisko funkciju izpratnei. Ņemot vērā ievērojamo kukaiņu skaita samazināšanos, arī klimata pārmaiņu rezultātā, šo mehānismu izpratne ir ļoti svarīga. Turpmākajos pētījumos galvenā uzmanība tiks pievērsta CHC viskozitātes un kušanas uzvedības turpmākai izpētei dažādās temperatūrās trīs nedēļu laikā, lai labāk izprastu evolūcijas sekas.

Kopumā jaunie atklājumi skaidri parāda, ka aizsardzība pret izžūšanu un komunikācijas vajadzības ir dinamiskā līdzsvarā, kas ir būtiski skudru izdzīvošanai. Ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai konsekventi analizētu kukaiņu pielāgošanās mehānismus pārmaiņu laikā.