Ларви в езерото Малави се гмуркат на 200 метра с „баластни резервоари“ от въздух

 

Всяка вечер в езерото Малави започва една от най-внушителните миграции, които почти никой човек не вижда. Милиарди прозрачни ларви на езерни мушици се издигат от тъмните дълбини към повърхността, за да се хранят. С настъпването на деня те поемат обратно надолу — на повече от 200 метра, в бедна на кислород вода, където повечето риби не могат да ги последват.

Ново изследване в списание Science показва как тези дребни насекоми извършват пътуването и издържат на налягане, което би трябвало да смачка пълните им с въздух органи. Ларвите на вида Chaoborus edulis са превърнали част от дихателната си система в четири миниатюрни въздушни торбички. Те действат като баластните резервоари на подводница: промяната на обема им позволява на животното да потъва, да се издига и да поддържа избрана дълбочина.

Екипът, воден от изследователи от Университета на Британска Колумбия, проследил ежедневното движение на огромните рояци със сонар, поставен на дъното на езерото. След това учените изследвали самите ларви и проверили въздушните им торбички в миниатюрни камери под налягане.

Резултатът бил поразителен. Торбичките на най-развитите ларви издържали налягане, съответстващо на дълбочина над половин километър — значително повече от около 200-те метра, до които животните обичайно се спускат през деня. Това им дава голям запас на сигурност в естествената среда.

Тайната е не само във формата на торбичките, а и в материала на стените им. Те съдържат резилин — изключително еластичен белтък, познат и от други части на тялото на насекомите. Резилинът работи почти като биологична гума: може многократно да се деформира и да възстановява формата си, без лесно да се износва. При крилатите насекоми например той участва в стави и сухожилия, които се огъват хиляди пъти.

При ларвите от езерото Малави този материал е част от система за управление на плаваемостта. Като променят киселинността, тоест pH, на стените на торбичките, животните карат резилина да се разширява или свива. Така въздушното пространство променя обема си и ларвата може фино да регулира движението си нагоре или надолу.

Това не е просто любопитен трик. Дневната миграция е въпрос на оцеляване. В горните слоеве на езерото има повече храна, но и много риби. През светлата част на денонощието ларвите се скриват в дълбокия, почти безкислороден слой, където хищниците трудно ги достигат. След залез се връщат към повърхността и отново преминават през опасната зона.

Откритието засяга и по-голям биологичен въпрос: защо насекомите са завладели сушата и сладките води, но почти отсъстват от открития океан? Една популярна хипотеза гласи, че въздушните канали на дихателната им система не могат да издържат високото налягане при ежедневни вертикални миграции в морето. Ларвите от Малави показват, че подобна механична граница може да бъде преодоляна.

Това не означава, че изследването вече е обяснило отсъствието на насекоми от океана. Морската среда поставя и други препятствия: соленост, размножаване, достъп до подходяща храна, конкуренция и еволюционна история. Новите резултати само отслабват идеята, че налягането е достатъчно обяснение само по себе си.

Проучването има и възможна инженерна стойност. Системата комбинира еластичен материал, химичен сигнал и контролирана промяна на обема. Подобен принцип би могъл да вдъхнови създаването на „умни“ материали или меки механизми, които променят форма при промяна на pH. Засега това е все още само насока за бъдещи разработки, но някои учени виждат потенциал в нея.

Най-изумителното в откритието е колко много инженерство може да се побере в едно почти невидимо животно. За ларвите въздушните торбички не са просто част от дишането. Те са едновременно поплавък, баласт, защита от налягане и билет към убежище, недостъпно за повечето им врагове.

Следващата стъпка е да се разбере доколко подобни решения съществуват и при други сладководни насекоми. Сравнението между различни видове би показало дали устойчивите торбички са рядка особеност на тази популация, или част от по-широко семейство адаптации. То би помогнало и да се отделят механичните ограничения от останалите причини, които са държали насекомите далеч от откритото море.

 

Източници

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.