Owady odkrywają sekret swojej warstwy wosku: połączenie ochrony i komunikacji!

Owady odkrywają sekret swojej warstwy wosku: połączenie ochrony i komunikacji!

W niedawnym badaniu naukowcy z uniwersytetów w Moguncji i Paris Cité zbadali właściwości fizyczne warstwy wosku owadów. Warstwa ta, zbudowana z węglowodorów kutykularnych (CHC), odgrywa kluczową rolę w ochronie przed wysychaniem i komunikacji chemicznej między owadami. Badanie opublikowane w renomowanym czasopiśmie Dziennik interfejsu Towarzystwa Królewskiego opublikowane po raz pierwszy pokazuje, że faza ciekła tej warstwy wosku ma dwie różne lepkości.

Co szczególnie ciekawe, gruba część warstwy wosku przypomina miód, natomiast cienka faza przypomina oliwę z oliwek. To złożone zachowanie fazowe pozwala owadom jednocześnie spełniać ich potrzeby w zakresie komunikacji chemicznej i chronić się przed utratą wody. Jest to szczególnie istotne, ponieważ populacje owadów zmniejszają się na całym świecie, częściowo z powodu globalnego ocieplenia i związanych z nim wysokich temperatur, które zwiększają utratę płynów przez chitynowe muszle zwierząt.

Właściwości fizyczne i ich znaczenie

Naukowcy zbadali lepkość warstwy wosku w funkcji temperatury. Mrówki trzymane w temperaturze 28 stopni Celsjusza wykazały wyższą lepkość w porównaniu do próbek przechowywanych w temperaturze 20 stopni. Ta zależność temperaturowa podkreśla zdolność owadów do dostosowywania składu chemicznego swojej warstwy wosku, aby skutecznie chronić się przed wysychaniem. Bardziej lepka warstwa zapewnia lepszą ochronę, a cieńszy skład jest ważny dla komunikacji chemicznej.

W badaniach porównano lepkość warstwy wosku z lepkością oleju silnikowego. Jest to niezwykłe, ponieważ zjawisko to zaobserwowano u jedenastu różnych gatunków mrówek, każdy z inną mieszaniną substancji w swoich CHC. Związek pomiędzy składem chemicznym warstwy wosku a jej lepkością może mieć kluczowe znaczenie dla rozpoznawania współtowarzyszy w gnieździe i obrony przed wrogami.

Warstwa wosku jako czynnik ewolucyjny

Warstwa wosku nie ma ustalonej temperatury topnienia, ale raczej zakres topnienia cieczy od około -45°C do +30 do 40°C. Zjawisko to, badane metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, pokazuje, że CHC występują w mieszaninie ciecz-ciało stałe. Stan ten jest kluczowy dla ich funkcji, gdyż zapewnia zarówno ochronę przed wysychaniem, jak i umożliwia skuteczną komunikację między owadami.

Wyniki tych interdyscyplinarnych badań otwierają nowe perspektywy zrozumienia biologicznych funkcji warstwy wosku. W obliczu zauważalnego spadku liczebności owadów, także na skutek zmian klimatycznych, zrozumienie tych mechanizmów ma kluczowe znaczenie. Przyszłe badania będą skupiać się na dalszym badaniu lepkości i topnienia CHC w różnych temperaturach w okresie trzech tygodni, aby lepiej zrozumieć implikacje ewolucyjne.

Ogólnie rzecz biorąc, nowe odkrycia jasno pokazują, że ochrona przed wysychaniem i potrzeby komunikacyjne pozostają w dynamicznej równowadze, która jest niezbędna dla przetrwania mrówek. Konieczne są dalsze badania, aby konsekwentnie analizować mechanizmy adaptacyjne owadów w czasach zmian.