Ученые объяснили выносливость и силу рабочих муравьёв

«Россия» и «В мире»

Муравьи — одна из самых успешных групп животных на планете, обитающая где угодно: от умеренной почвы до тропических лесов, пустынных дюн и кухонных прилавков.

Они социальные насекомые, и их умение работать в команде уже давно считается одним из ключевых факторов, ведущих к их успеху. Известно, что муравьи способны поднимать или перетаскивать предметы, во много раз превышающие их собственный вес, и переносить эти предметы обратно в свою колонию. Но из-за того, что предыдущие исследования были сосредоточены на социальных аспектах колонии муравьев, изучению отдельного муравья не уделялось должного внимания.

Теперь исследователи из Окинавского института науки и технологий Университета аспирантов (OIST) и Университета Сорбонны в Париже исследовали, почему отдельные рабочие муравьи так сильны, сделав рентгеновские снимки и создав трехмерные модели их грудной клетки — центральной единицы их тела — чтобы проанализировать их мышцы и внутренний скелет. Их исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Zoology , исследует гипотезу о том, что потеря полета рабочих муравьев напрямую связана с эволюцией большей силы.

Люди могут часто мечтать о том, чтобы летать, но реальность такова, что он накладывает серьезные ограничения на телосложение. У летающих насекомых мускулы крыльев занимают большую часть грудной клетки — иногда более 50%. Это означает, что другие мышцы, которые используются для поддержки и движения головы, ног и живота, стеснены и прижаты к экзоскелету.

Но как только ограничения полета будут устранены, все пространство в грудной клетке станет открытым, что, как предполагали исследователи, позволит оставшимся мышцам расшириться и реорганизоваться.

Предыдущие исследования в этой области были сосредоточены на внешнем строении муравьев, но с помощью технологий, доступных в OIST, исследователи смогли получить очень подробную картину того, что происходит внутри грудной клетки. Цель состояла в том, чтобы проанализировать общие черты, общие для всех муравьев, а не сосредоточиться на специализации определенных видов. Для этого исследователи провели подробный анализ двух отдаленно родственных видов муравьев, включая бескрылых рабочих и летающих королев, и подтвердили свои выводы на более широкой выборке видов.

Они использовали передовые рентгеновские технологии для сканирования внутренней и внешней анатомии, такие как компьютерная томография, используемая в больнице, но с гораздо более высоким разрешением. На основе этих сканирований исследователи нанесли на карту все различные мышцы и смоделировали их в трехмерном формате. В результате получилось подробное изображение внутренней части грудной клетки. Затем они сравнили результаты исследований этих двух видов с рядом других муравьев и бескрылых насекомых.

На протяжении столетий муравьев изучали с точки зрения их поведения, экологии и генетики, но, как подчеркнули исследователи, эта история силы до сих пор оставалась без внимания. Следующим шагом является разработка более подробных биомеханических моделей функционирования различных групп мышц , проведение аналогичных исследований нижней челюсти и ног, а также изучение разнообразия, наблюдаемого между видами муравьев.

ОмскПресс