Hmyz objavuje tajomstvo svojej voskovej vrstvy: ochrana a komunikácia v kombinácii!

Hmyz objavuje tajomstvo svojej voskovej vrstvy: ochrana a komunikácia v kombinácii!

V nedávnej štúdii výskumníci z univerzít Mainz a Paris Cité skúmali fyzikálne vlastnosti voskovej vrstvy hmyzu. Táto vrstva, zložená z kutikulárnych uhľovodíkov (CHC), hrá kľúčovú úlohu pri ochrane proti vysychaniu a chemickej komunikácii medzi hmyzom. Štúdia publikovaná v renomovanom časopise Journal of the Royal Society Interface publikované po prvýkrát ukazuje, že kvapalná fáza tejto voskovej vrstvy má dve rôzne viskozity.

Zaujímavé je najmä to, že hrubá časť voskovej vrstvy pripomína med, zatiaľ čo tenká fáza vyzerá ako olivový olej. Toto komplexné fázové správanie umožňuje hmyzu súčasne uspokojovať svoje potreby chemickej komunikácie a chrániť sa pred stratou vody. To je obzvlášť dôležité, pretože populácie hmyzu globálne klesajú, čiastočne v dôsledku globálneho otepľovania a súvisiacich vysokých teplôt, ktoré zvyšujú stratu tekutín cez chitínové schránky zvierat.

Fyzikálne vlastnosti a ich význam

Vedci skúmali viskozitu voskovej vrstvy ako funkciu teploty. Mravce chované pri 28 stupňoch Celzia vykazovali vyššiu viskozitu v porovnaní so vzorkami chovanými pri 20 stupňoch. Táto teplotná závislosť podčiarkuje schopnosť hmyzu upraviť chemické zloženie svojej voskovej vrstvy, aby sa účinne chránil pred vysychaním. Viskóznejšia vrstva poskytuje lepšiu ochranu, zatiaľ čo tenšie zloženie je dôležité pre chemickú komunikáciu.

Štúdia porovnávala viskozitu voskovej vrstvy s viskozitou motorového oleja. Je to pozoruhodné, pretože tento jav bol pozorovaný u jedenástich rôznych druhov mravcov, z ktorých každý má vo svojich CHC rôzne zmesi látok. Súvislosť medzi chemickým zložením voskovej vrstvy a jej viskozitou by mohla byť kľúčová pre rozpoznávanie hniezdnych kamarátov a obranu pred nepriateľmi.

Vosková vrstva ako evolučný faktor

Vosková vrstva nemá pevnú teplotu topenia, ale rozsah topenia kvapaliny okolo -45 °C až +30 až 40 °C. Tento jav študovaný diferenciálnou skenovacou kalorimetriou ukazuje, že CHC existujú v zmesi kvapalina-pevná látka. Táto podmienka je kľúčová pre ich funkciu, pretože zabezpečuje ochranu pred vysychaním a umožňuje efektívnu komunikáciu medzi hmyzom.

Výsledky tohto interdisciplinárneho výskumu otvárajú nové perspektívy pre pochopenie biologických funkcií voskovej vrstvy. Vzhľadom na citeľný úbytok hmyzu aj v dôsledku klimatických zmien má pochopenie týchto mechanizmov kľúčový význam. Budúce štúdie sa zamerajú na ďalšie skúmanie viskozity a tavenia CHC pri rôznych teplotách počas trojtýždňového obdobia, aby sa lepšie pochopili evolučné dôsledky.

Celkovo nové zistenia objasňujú, že ochrana pred vysychaním a potreby komunikácie sú v dynamickej rovnováhe, ktorá je nevyhnutná pre prežitie mravcov. Na dôslednú analýzu adaptačných mechanizmov hmyzu v časoch zmien je potrebný ďalší výskum.