Błonkówka z 'wiertłem' wzmacnianym cynkiem

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Pasożytnicza błonkówka Apocryta westwoodi grandi jest w stanie przebić się przez warstwy niedojrzałego owocu figi dzięki pokładełku przypominającemu wiertło. Co ciekawe, znajdujące się na jego powierzchni zębokształtne struktury utwardza cynk.

Potomstwo A. westwoodi grandi żywi się larwami innych owadów, które już rozwijają się wewnątrz owoców. Chcąc sprawdzić, czym różni się pokładełko A. westwoodi grandi oraz owadów zapylających kwiaty figi, dr Namrata Gundiah z Indyjskiego Instytutu Nauki w Bangalore nawiązała współpracę ze studentem Laksminathem Kundanatim.

Duet zauważył, że czubek bardzo długiego (7-8 mm) i cienkiego (~15 μm) pokładełka pasożytniczej błonkówki wygląda jak wiertło z zębami, a u zapylacza ma postać łyżeczki. Po dokładniejszym przyjrzeniu okazało się, że mniej więcej w miejscu, gdzie pokładełko A. westwoodi grandi zagina się podczas składania jaj, w trzonie znajdują się drobne zagłębienia (zapobiegają one złamaniu narządu). Na czubku zlokalizowano także struktury czuciowe, które prawdopodobnie pomagają w doprowadzeniu pokładełka do najlepszej lokalizacji na złożenie jaj. Samica musi testować środowisko chemiczne wewnątrz owocu [...]. Musi też działać szybko, bo jak widać na wideo, w pobliżu czyhają na nią drapieżniki.

W dalszej kolejności Gundiah i Kundanati zajęli się materiałem budulcowym "wiertła". Zapytaliśmy, co może zwiększać twardość struktur. Skupiając na czubku wiertła strumień elektronów, naukowcy rejestrowali widma rentgenowskie. W ten sposób odkryli, że zęby są wzbogacone cynkiem. Cynk przede wszystkim zwiększa twardość, co wpływa na odporność wiertła na ścieranie.

By ocenić twardość wzbogacanych cynkiem zębów, robiono nacięcia za pomocą ostrza mikroskopu sił atomowych (ang. atomic force microscope, AFM). Gundiah opowiada, że trafienie w ząb było naprawdę trudne. Zazwyczaj AFM wykonuje się na stosunkowo dużych powierzchniach i nie ma znaczenia, gdzie się dotrze i gdzie się natnie materiał, tutaj jednak było inaczej... Koniec końców udało się ustalić, że twardość ząbków wynosi 0,5 GPa, a to niemal tyle samo, co w przypadku cementu akrylowego.

Wiedząc, że na przestrzeni życia błonkówki wielokrotnie przekłuwają pokładełkiem niedojrzałe figi, biolodzy postanowili zbadać, jakie siły wyginające mogą na nie działać. Posługując się aparatem z obiektywem mikroskopowym, Kundanati sfilmował owady na terenie kampusu, a następnie wyliczył, że pokładełka tolerują siły sięgające niemal 7 μN.

Wyniki złożonych badań ukazały się w Journal of Experimental Biology. Duet ma nadzieję, że przydadzą się one do opracowania narzędzi do operacji mikrochirurgicznych.

 

 

« powrót do artykułu