Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Skąd owady, np. chrząszcze, wiedzą, kiedy przyszedł czas na wyczyszczenie stóp, które pozwalają im na wspinanie się po różnie ukształtowanych powierzchniach? Wskazówką jest spadek tarcia. Wydaje się, że odkrycie ma znaczenie wyłącznie dla entomologów, ale to nieprawda. Z nowych danych skorzystają zapewne także robotycy oraz naukowcy pracujący na metodami pomiaru skażenia (Proceedings of the Royal Society B).

Odnóża owadów pokrywają często sety, zwane przeważnie po prostu włoskami. Są one jednokomórkowymi tworami, uformowanymi przez komórki naskórka. Wytwarzają substancję, która nie jest lepka, ale zwiększa przyciąganie międzycząsteczkowe. Świadome tego rośliny bronią się lub wykorzystują opisane zjawisko na swoją korzyść, zaburzając działanie włosków za pomocą brudzących stopy kryształów wosku. Dobrym przykładem są np. dzbaneczniki, których wosk sprawia, że owady zsuwają się po liściach pułapkowych i wpadają wprost do płynu trawiennego. Owady nie pozostają dłużne i mają własne zabezpieczenia przed trikami roślin. Chrząszcze dysponują np. umieszczonymi na odnóżach specjalnymi grzebieniopodobnymi strukturami. Jak podkreśla główny autor opisywanych badań Stanislav Gorb z Uniwersytetu Christiana-Albrechta w Kilonii, należało jeszcze odpowiedzieć na pytanie, skąd zwierzęta wiedzą, kiedy ich użyć?

Niemcy przeprowadzili eksperyment z 6 chrząszczami z rodziny stonkowatych. Umieszczali je na krzemowo-glinowych powierzchniach o różnych poziomach szorstkości. Na początku znieczulali jednak owady za pomocą dwutlenku węgla i umieszczali na ich grzbiecie kroplę stopionego wosku pszczelego, przyklejając w ten sposób do szkieletu zewnętrznego ludzki włos. Gdy tylko owady się budziły, naukowcy przymocowywali do włosa urządzenie do pomiaru siły tarcia. Gorb wyjaśnia, że jego zespół zdecydował się na wykorzystanie właśnie chrząszczy, ponieważ odznaczają się sporym uporem i kiedy już zaczną iść, nie ustają przez długi czas i zawsze przemieszczają się w jednym kierunku. Przy tak chętnie współpracujących ochotnikach naukowcom pozostało jedynie obserwować, jak często czyszczone są stopy.

Okazało się, że na powierzchniach, które generowały mniejsze siły tarcia, owady dużo częściej angażowały się w czynności higieniczne. Na tej podstawie Niemcy zaczęli przypuszczać, że natura wyposażyła chrząszcze w mechanoreceptory. Najprawdopodobniej znajdują się one w stawach.

Na stosunkowo śliskich powierzchniach stonkowate cały czas czyściły stopy, mimo że w rzeczywistości w ciągu całego eksperymentu nigdy nie ulegały zabrudzeniu. Oznacza to, że poza tarciem do układu nerwowego nie dociera żaden inny sygnał wskazujący na stan nóg. Nie mogą bezpośrednio zebrać informacji o zanieczyszczeniu. Udaje im się to wyłącznie przez kontakt i przyłożenie siły do stopy.

W przyszłości naukowcy zamierzają sprawdzić, czy u innych owadów występują podobne przystosowania i gdzie znajdują się receptory.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwykle drobne struktury konieczne do prezentowania barw rzadko zachowują się w zapisie kopalnym. Z tego powodu rekonstrukcje opierają się na wyobrażeniach artystów. Ostatnio jednak zespół z Instytutu Geologii i Paleontologii Chińskiej Akademii Nauk ujawnił sekrety prawdziwego ubarwienia 35 okazów owadów z birmańskich bursztynów sprzed ok. 99 mln lat. Feeria barw nie tylko cieszy oko, ale i pozwala oszacować zachowanie i ekologię owadów z odległej geologicznej przeszłości.
      Artykuł Chińczyków ukazał się w piśmie Proceedings of the Royal Society B. Bursztyny z inkluzjami pochodzą z kopalni na północy Mjanmy. Zachowały się w nich owady należące do 3 rzędów - błonkówek (Hymenoptera), chrząszczy (Coleoptera) i muchówek (Diptera) - i co najmniej 7 rodzin.
      Barwy zachowane w bursztynowych skamieniałościach to kolory strukturalne, związane z mikroskopijnymi strukturami na powierzchni zwierzęcia. Rozpraszają one światło o konkretnej długości fali, dając bardzo intensywne barwy. Ten mechanizm odpowiada za wiele kolorów, znanych nam z codziennego życia - tłumaczy prof. Pan Yanhong, specjalista od rekonstrukcji paleokoloru.
      U wielu owadów zaobserwowano ubarwienie całego ciała, u innych kolory występowały tylko na niektórych częściach ciała.
      Najbardziej unikatowe ubarwienie zaobserwowano u 29 okazów należących do złotolitek (Chrysididae) i bleskotek (Chalcidoidea); zazwyczaj są one niewielkie, co sprawia, że idealnie nadają się do zachowania w bursztynie. Tak jak u współczesnych krewnych, na głowie, tułowiu, odwłoku i odnóżach złotolitek z bursztynu widać metaliczną zieleń z domieszką niebieskiego, zieleń, a także żółtawą zieleń i barwę niebieskofioletową.
      Naukowcy opisali też niebieskie, fioletowe, metalicznie zielone i zielononiebieskie okazy (5) chrząszczy, a także jednego przedstawiciela rodziny lwinkowatych (Stratiomyidae); ten ostatni również połyskiwał metaliczną ciemną zielenią.
      Widzieliśmy tysiące bursztynowych skamieniałości, ale zachowanie barw w tych egzemplarzach jest wyjątkowe - podkreśla Yanhong.
      By zrozumieć, czemu kolor zachował się w pewnych skamieniałościach z bursztynu, a w innych nie, naukowcy przecięli za pomocą noża diamentowego oskórek 2 barwnych owadów i porównali go ze zwykłą (brązowo-czarną) kutykulą.
      Za pomocą mikroskopii elektronowej wykazano, że barwne okazy miały w szkielecie zewnętrznym dobrze zachowane struktury rozpraszające światło (nie stwierdzono obecności np. trójwymiarowych kryształów fotonicznych, co oznacza, że kolor musiał być skutkiem zidentyfikowanych warstw w epikutykuli). Niezmieniona nanostruktura sugeruje, że to oryginalne barwy, które występowały w kredzie. Tam, gdzie kolor się nie zachował, struktury oskórka były uszkodzone, co może wyjaśniać ich brązowo-czarny wygląd. Jak zademonstrowali Chińczycy, w jednych częściach inkluzji warstwy epikutykuli mogą się zachować dobrze, a w innych nie.
      Czego możemy się dowiedzieć na podstawie ubarwienia kredowych owadów? Współczesne złotolitki są pasożytami gniazdowymi (samice złotolitek składają jaja do gniazd pszczół dziko żyjących, grzebaczy czy os). Ponieważ wykazano, że kolory strukturalne mogą służyć jako kamuflaż, możliwe, że barwa kredowych złotolitek pozwalała uniknąć wykrycia. W tym momencie nie możemy jednak wykluczyć, że kolory odgrywały rolę inną niż kamuflaż, np. były wykorzystywane w termoregulacji - podsumowuje dr Chenyang Cai.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W bursztynie ze środkowej kredy zachował się chrząszcz z pyłkiem na pokrywających go włoskach. Wygląda więc na to, że mutualizm schylikowatych i okrytonasiennych występował już co najmniej 99 mln lat temu. Znaleziska dokonał amerykańsko-chiński zespół, który w tym samym złożu z północnej Mjanmy natrafił na pierwszy przypadek amonita w bursztynie.
      Autorzy raportu z pisma PNAS podkreślają, że odkrycie przesuwa najstarszy udokumentowany przypadek zapylania okrytonasiennych przez owady o ok. 50 mln lat. Wcześniejsze najstarsze bezpośrednie dowody wiązały się przedstawicielami prehistorycznego plemienia pszczół Electrapini ze środkowego eocenu z miejscowości Eckfeld i Messel w Niemczech (sprzed, odpowiednio, 48 i 45 mln lat).
      Analizą morfologiczną 62 ziaren pyłku z Mjanmy zajmował się David Dilcher, emerytowany profesor Uniwersytetu Indiany. Wg niego, kształt i struktura pyłku wskazywały, że wyewoluował w taki sposób, by przenosić się w wyniku kontaktu z owadami. Twierdząc tak, Dilcher powoływał się na rozmiar ziaren, ich "ornamentację" oraz zdolność zbijania się w grudki.
      Pyłek przedstawiciela dwuliściennych nie był wcale łatwy do wykrycia. Udało się to dopiero za pomocą mikroskopu konfokalnego.
      Chrząszcz znajdujący się w bursztynie to nowy gatunek. Naukowcy nadali mu łacińską nazwę Angimordella burmitina. Jego zapylającą rolę potwierdzono, opierając się na kilku fizycznych cechach, w tym na budowie aparatu gębowego czy na pokroju ciała. Ujawniono je za pomocą mikrotomografii komputerowej.
      Wiek nowej skamieniałości określono, bazując na wieku innych znanych fosyliów z tej samej lokalizacji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dolna warga jest wrażliwsza od górnej, dlatego to właśnie przede wszystkim jej zawdzięczamy zdolność mówienia, jedzenia czy całowania (Clinical Neurophysiology).
      Choć na ustach znajduje się ten sam typ receptorów czuciowych co na dłoniach, niewiele wiadomo o ich działaniu. By wypełnić tę lukę, dr Gabrielle Todd z Uniwersytetu Południowej Australii zbadała wrażliwość czuciową ust grupy dorosłych osób. Naukowcy posłużyli się serią krążków z pleksiglasu o średnicy 1,5 cm, na których wycięto rowki. Odstęp między rowkami wynosił od 0,25 do 3,5 mm. Wykorzystano próbniki z 3 typami rowkowania: 1) poziomym (równoległym do ust), 2) pionowym (prostopadłym do warg) oraz 3) ukośnym. Krążki umieszczano na środku każdej z warg. Badanym zakładano przepaskę i proszono o określenie układu linii.
      Rozpatrując łącznie wszystkie 3 ułożenia rowków, Australijczycy stwierdzili, że próg wrażliwości górnej wargi jest znacznie wyższy (1,5 ± 0,9 mm) od progu dla wargi dolnej (1,0 ± 0,7 mm).Oznacza to, że kontrolując przebieg czynności, mózg w większym stopniu polega na danych z dolnej wargi. Todd zauważyła, że o ile mechanoreceptory w palcach silniej reagują na obiekty prezentowane wzdłuż niż w poprzek palca (dzieje się tak ze względu na zależne od kierunku różnice w elastyczności skóry, sposób wyładowywania receptorów oraz układ linii papilarnych), o tyle w wargach nic takiego się nie dzieje.
      Różnice w czuciu należy brać pod uwagę planując eksperymenty naukowe, a także podczas terapii mowy czy oceny regeneracji nerwów uszkodzonych np. podczas zabiegów stomatologicznych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas polowania palczak madagaskarski, zwany też aj-ajem, rozgrzewa swój zakończony hakowatym pazurem długi środkowy palec. Palec ten służy zwierzęciu do opukiwania pni drzew, głównie bambusów, i wydłubywania owadów oraz larw.
      Zdjęcia termograficzne ujawniły, że normalnie dziwny palec aj-aja jest chłodniejszy od pozostałych, ale podczas żerowania jego temperatura rośnie nawet o 6 stopni Celsjusza.
      Naukowcy z Darmouth University, studentka Gillian Moritz i nadzorujący jej prace dr Nathaniel Dominy, uważają, że utrzymując niższą temperaturę cienkiego palca, aj-aj oszczędza energię. To uderzające, o ile chłodniejszy był 3. palec, gdy zwierzę go nie używało i jak szybko ogrzewał się, gdy aj-aj aktywnie poszukiwał pokarmu. Sądzimy, że stosunkowo niskie temperatury nieużywanego palca są związane z jego budową. [Jest długi i cienki], co skutkuje dość wysokim stosunkiem powierzchni do objętości, a to utrudnia utrzymanie ciepła - opowiada Moritz.
      By palec nadawał się do wykonywania swoich zadań i był wrażliwy na drgania, w jego skórze musi się znajdować wiele mechanoreceptorów. Ze względu na zaangażowanie "specjalistycznej aparatury", posługiwanie się środkowym palcem musi być kosztowne z energetycznego punktu widzenia, a przy niższych temperaturach otoczenia, przez gęsto rozmieszczone receptory ucieka sporo ciepła.
      Moritz podaje 2 wyjaśnienia, w jaki sposób palczak madagaskarski reguluje ciepłotę palca. Pierwsza teoria bazuje na rozszerzaniu i kurczeniu naczyń, które dostarczają do niego krew. Druga hipoteza, również związana z naczyniami, jest taka, że chroniąc wyjątkowo długi palec przed uszkodzeniami, podczas poruszania się i w okresach nieaktywności aj-aj wygina go mocno do tyłu. Prowadzi to do zaciśnięcia tętnicy, a ponieważ dopływa mniej krwi, temperatura palca spada.
      W ramach studium Amerykanie obserwowali podczas różnych czynności 8 palczaków madagaskarskich. Okazało się, że gdy staw śródręczno-paliczkowy rozciągał się wskutek odginania nieużywanego "przyrządu", temperatura wydłużonego palca była, w porównaniu do innych palców, niższa o ok. 2,3 st. Celsjusza. Kiedy staw zginał się podczas opukiwania, ogrzewał się średnio o 2 stopnie. Podczas gdy temperatura innych palców pozostawała niezmienna, ciepłota wyspecjalizowanego palca zmieniała się czasem nawet o 6 stopni.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co robią zmiennocieplne komary, by nie przegrzać się w wyniku spożycia dużych ilości gorącej krwi gatunków stałocieplnych? Ronią kilka kropli cennej cieczy. Nie tylko żywią się więc krwią, ale i urządzają sobie krwawe orzeźwiające kąpiele.
      Podczas żerowania na ciepłokrwistym gospodarzu, np. człowieku, komary połykają w krótkim czasie duże ilości gorącej krwi. Zamierzaliśmy ustalić, do jakiego stopnia owady narażają się na ryzyko przegrzania - opowiada Claudio Lazzari z Université François Rabelais. I czemu pozbywają się świeżej krwi, która jest cennym i niebezpiecznym w pozyskiwaniu pokarmem. Intuicyjnie naukowcy z Tours zakładali, że chodzi o chłodzenie, ponieważ choć ciepłota ciała owadów zależy od temperatury otoczenia, to np. pszczoły i mszyce potrafią ją kontrolować za pomocą kropli nektaru czy soku roślin.
      Lazzari i Chloé Lahondère posłużyli się termowizorem. Dzięki temu mogli zaobserwować różnice w temperaturze części ciała komara w czasie żerowania. Okazało się, że temperatura głowy była niemal taka sama jak temperatura jedzonej krwi, jednak pozostałe części owada miały właściwie temperaturę otoczenia. Gdy komary pożywiały się wodą z cukrem, nie zaobserwowano ani różnic w temperaturze (heterotermii), ani chłodzenia wyparnego.
      Blokowanie lub opóźnianie sekrecji cieczy może mieć dwojakiego rodzaju wpływ na fizjologię komarów [autorzy raportu wspominają o równowadze wodnej i termicznej]. Pośrednio oddziałuje to na mikroorganizmy [zarodźce] przenoszone przez komary; chodzi o modyfikację środowiska termicznego, z jakim się stykają. Chronione są zatem owady oraz pasożyty (pierwotniaki) i symbionty.
      Francuzi podkreślają, że owady żywiące się krwią znajdują się w wyjątkowej sytuacji, bo przeżywają stres cieplny przy każdym posiłku. Podczas gdy inne owady tylko od czasu do czasu muszą się przenieść w chłodniejsze miejsce czy dostosować utratę wody. U pożywiających się krwią komarów krople cieczy pojawiają się i są utrzymywane w tylnej części odwłoka.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...