Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

W jaki sposób trzmiele, motyle czy pszczoły zbierające nektar utrzymują się na powierzchni kwiatu? Badacze z Uniwersytetu w Cambridge wykazali, że ułatwiają im to niewielkie komórki przypominające kształtem stożek, które stanowią dla odnóży owadów coś w rodzaju rzepa.

Brytyjczycy zaobserwowali, że trzmiele potrafią rozpoznać teksturę powierzchni płatka wyłącznie na podstawie dotyku. Wolą też lądować na płatkach ze stożkowatymi komórkami niż na płaskich i gładkich materiałach. Z dodatkowym zaczepieniem są w stanie skuteczniej wyekstrahować nektar.

W naturalnych warunkach trzmiele rozpoznają kwiaty na podstawie wskazówek wzrokowych i węchowych. Wykrywanie stożkowatych komórek musiało więc odgrywać inną rolę. Zespół Beverley Glover zaczął się więc zastanawiać, czy nie polega ona przypadkiem na zapewnieniu dodatkowego oparcia na śliskiej powierzchni rośliny. By to przetestować, entomolodzy stworzyli sztuczne płatki z żywicy epoksydowej. Połowa zawierała stożkowate struktury, reszta była zupełnie płaska.

Kiedy formy ustawiano w poziomie, owady nie wykazywały żadnych preferencji i odwiedzały wszystkie kwiaty ze zbliżoną częstotliwością. Kiedy jednak kąt wzrastał, zaczynały wybierać kwiaty ze stożkowatymi komórkami i gdy odlewy z żywicy obracano do pionu, odwiedzały je w ponad 60% przypadków.

Poczynania owadów utrwalono ultraszybką kamerą wideo, a następnie odtworzono nagranie w zwolnionym tempie. Dzięki temu widać było krok po kroku, co robi trzmiel. Kiedy lądował na płaskim epoksydowym płatku, nie miał się czego złapać i spadał. Gdy docierał do płatków ze stożkowatymi strukturami, zawsze sobie radził, a po zaczepieniu przestawał machać skrzydłami i zabierał się do pracy.

Potem naukowcy postanowili sprawdzić, czy w naturze owady również preferują kwiaty ze stożkowatymi rzepami. Do eksperymentów wybrano rośliny z rodzaju Antirrhinum. Porównano lwie paszcze ze stożkowatymi komórkami ze zmutowanymi roślinami, które ich nie miały. Gdy kwiaty były ustawione poziomo, w połowie przypadków pszczoły siadały na jednych, a w połowie na drugich. W ustawieniu pionowym, które wymaga prawdziwej ekwilibrystyki, w 74% sytuacji owady decydowały się na egzemplarze z zaczepami.

Dla owadów zachowanie równowagi i utrzymanie się na kwiecie wcale nie jest łatwe, zwłaszcza gdy na dworze mokro i wietrznie. Wspaniale jest widzieć, że ewolucja wyszła im na przeciw z tak prostym rozwiązaniem – uważa Glover. Nic dziwnego, że rzepy występują u ok. 80% kwiatów.

 

Conical land 4, flat land 1 from Cambridge University on Vimeo.

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
      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
      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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Roboty wzorowane na muchołówkach amerykańskich mogą być zasilanie owadami. Powstały już dwa prototypy takich maszyn, które 1) wykorzystują spełniające funkcje mięśni jonowe kompozyty polimer-metal (ang. ionic polymeric metal composite, IPMC), nanoczujniki oraz nanosiłowniki albo 2) materiały z pamięcią kształtu.
      Jak tłumaczy autor pierwszego z badań Mohsen Shahinpoor z University of Maine, muchołówka chwyta owady za pomocą dwóch liści pułapkowych. Gdy zwabiona słodkim nektarem i czerwonym kolorem ofiara potrąci 2-krotnie jeden włosek lub dwa różne włoski w odstępie mniej niż 1/2 minuty, pułapka zamknie się w zaledwie 100 milisekund.
      Pod wpływem zgięcia włoska czuciowego generowane są potencjały czynnościowe (mamy do czynienia z bramkowanymi napięciem kanałami jonowymi). Pobudliwe są wszystkie komórki budujące klapy, co prawdopodobnie służy zwiększeniu prędkości przekazywania sygnału. Shahinpoor podkreśla, że sposób, w jaki liście pułapkowe zaginają się do środka, w dużym stopniu przypomina zachowanie IPMC w polu elektrycznym. Co więcej, mechanoelektryczne właściwości czuciowe IPMC są również niezwykle podobne do cech włosków muchołówki.
      Seung-Won Kim z Seulskiego Uniwersytetu Narodowego (autor drugiego z badań) wykorzystał materiały z pamięcią kształtu, które przełączają się między dwoma stabilnymi kształtami, kiedy podziała się na nie siłą, wysoką temperaturą bądź prądem elektrycznym. Koreańczycy posłużyli się muszlą z włókna węglowego, a między jej klapami umieścili metalową sprężynę z pamięcią kształtu. Pod wpływem ciężaru owada sprężyna się nagle kurczy, a pułapka zamyka. Klapy ponownie się otwierają, gdy do sprężyny przyłoży się napięcie.
      Shahinpoor oparł się na sztucznych mięśniach z pokrytej złotymi elektrodami polimerowej membrany. Prąd płynący przez błonę powoduje, że wygina się ona w jedną stronę. Gdy zmieni się bieguny, a zatem kierunek przepływu prądu, membrana wygina się w odwrotną stronę. Samo wyginanie materiału także wytwarza napięcie, co Shahinpoor wykorzystał w czujnikach. Niewielkie napięcie powstałe po wylądowaniu owada uruchamia większe źródło prądowe. Dochodzi do sytuacji, że jeden z liści jest naelektryzowany ujemnie, a drugi dodatnio, a ponieważ przeciwne ładunki się przyciągają, klapy się zamykają.
      Warto przypomnieć, że w przeszłości skonstruowano już robota na owady i resztki organiczne. Jest to Ecorobot naukowców z Bristol Robotics Lab. Prace specjalistów z USA i Korei Południowej na pewno przydadzą się przy jego dalszym rozwijaniu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mając uzasadnione podejrzenia co do tego, że liczba owadów spada, holenderscy naukowcy poprosili o pomoc kierowców, którzy mieli umyć przednią tablicę rejestracyjną, a po jeździe zliczyć rozgniecione na niej owady. Później wystarczyło się zalogować na witrynie internetowej SplashTeller i tam podać wynik oraz zaznaczyć typ auta, jakim odbyło się jazdę.
      Wszystkie tablice są tej samej wielkości, dlatego zasadniczo dysponujemy ok. 7 mln idealnych czujników poruszających się po całym kraju o różnych porach dnia” – wyjaśnia dr Arnold van Vliet z Wageningen University, dodając, że rozumie, że klękanie przed samochodem, by dokonać "obdukcji", nie musi być dla kierowcy miłe ani łatwe.
      W ciągu ostatnich 6 tygodni analiza informacji, które spłynęły od 250 kierowców, pozwoliła określić przybliżoną liczbę owadów zabijanych przez ponad 7 mln holenderskich samochodów, przejeżdżających rocznie 200,3 mld km.
      Tylko na tablicach ginie 3,3 mld owadów. Przód samochodu jest co najmniej 40-krotnie większy od rejestracji, co oznacza, że przez miesiąc samochody uderzają w 133 mld owadów. W pół roku daje nam to 800 mld istnień.
      Biolodzy podkreślają, że owady stanowią istotną część łańcucha pokarmowego. Wiele ptaków, np. jaskółkowate, polega na gęstości ich występowania. Jeśli liczba owadów jest niska, nieuchronnie będą mieć problem z wykarmieniem młodych. Poza tym owady są ważnymi zapylaczami.
      Studium wykazało, że najniebezpieczniejszymi dla owadów rejonami są leżąca na południowym zachodzie Holandii przy granicy z Belgią Zelandia, a także Fryzja i Groningen. Van Vliet dywaguje, że może się to wiązać z tutejszą niższą gęstością zaludnienia (oznacza to, że ktoś stąd musi pokonywać autem większe odległości).
      Sądząc po tym, co dzieje się na witrynie SplashTeller, badanie nadal trwa. Odwiedzający mogą się bowiem zapoznać z aktualnymi statystykami, a dane są dzielone na poszczególne pory dnia: ranek, południe, popołudnie i wieczór/noc.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sposób poruszania się owadów czy gadów po pionowych powierzchniach od dawna interesuje naukowców, którzy chcieliby stworzyć urządzenia, poruszające się w ten sam sposób. Wiadomo, że zwierzęta przemieszczają się po różnych powierzchniach nachylonych pod różnymi kątami dlatego, że ich kończyny wyposażone są w miniaturowe włoski. James Bullock i Walter Federle z University of Cambridge są pierwszymi uczonymi, którym udało się zmierzyć siłę potrzebną do oderwania pojedynczego włoska od powierzchni.
      Uczeni badali żuki, u których włoski na nogach mają trzy różne kształty: z końcówkami w kształcie punktu, łopatki oraz dysku. Są one rozłożone na nogach w specyficzny wzór, co sugeruje różne funkcje. Średnica każdego z włosków wynosi zaledwie 1/200 milimetra, dlatego też dotychczas nikomu nie udało się zmierzyć właściwości pojedynczego włosa. Dopiero Bullock i Federle wpadli na pomysł, jak to zrobić. Do włosków przymocowali niewielkie wsporniki ze szkła i obserwując pod mikroskopem odkształcanie się szkła podczas ruchu żuka, szacowali działające siły.
      Badania wykazały, że najmocniej przyczepiają się do powierzchni włoski zakończone dyskiem, słabiej te, których końcówka przypomina łopatkę, a najsłabiej - zakończone punktowo. Dyski były też najbardziej sztywne, prawdopodobnie zapewniają stopie stabilność. Zdaniem Bullocka i Federle to właśnie włoski zakończone dyskami ogrywają zasadniczą rolę podczas poruszania się po gładkich powierzchniach. Samcom przydają się też do trzymania samicy podczas kompulacji. Uczeni spekulują, że dwa pozostałe typy włosków pozwalają na szybkie odrywanie stóp od powierzchni podczas marszu do góry nogami.
      Naukowcy mówią, że zanim nauczymy się naśladować naturę potrzeba jeszcze szeregu badań. Pytanie w jaki sposób siły pojedynczego włoska przekładają się na sposób poruszania się całego zwierzęcia to wciąż nierozwiązana kwestia. Jej zrozumienie jest konieczne do stworzenia sztucznych przylepców wzorowanych na systemach naturalnych - zauważają uczeni.
×
×
  • Create New...