Bilim İnsanları Bu Minik Yırtıcı Solucanların 'Şok Edici' Avlanma Yeteneklerini Ortaya Çıkardı

Araştırmacılar Emory Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley şunu keşfettik ki mikroskobik olarak bilinen yuvarlak kurt Steinernema carpocapsae uçmaya başlamak için elektrostatik indüksiyonu kullanır böcekler.

çalışmakşurada yayınlandı PNASgösteriyor ki solucan ve onun kurban zıtlık oluşturmak elektrik birbirini çeken yükler, solucanın havada temas kurma olasılığını önemli ölçüde artırıyor.

Havadaki Elektrik

Böcekler havada uçarken kanatlarının hareketi, onların birkaç yüz volta ulaşabilen bir elektrik yükü biriktirmesine neden olur. Bu, yakındaki tozu, poleni veya bu durumda yırtıcı hayvanları çekmek için yeterlidir. Araştırmacılar, bu yükün aynı zamanda solucanda zıt bir yükü de tetiklediğini ve iki solucanı çekecek kadar güçlü bir elektriksel çekim yarattığını buldu. organizmalar birlikte.

Emory'de fizikçi olan ortak yazar Justin Burton, "Daha yüksek voltaj, hafif bir rüzgar esintisiyle birleştiğinde, sıçrayan bir solucanın uçan bir böceğe bağlanma olasılığını büyük ölçüde artırıyor" dedi.

Yakalamak için fenomen UC Berkeley'den eş-baş yazar Victor Ortega-Jiménez, yüklü meyve sineklerine doğru sıçrayan iğne ucu büyüklüğündeki solucanları kaydetmek için yüksek hızlı mikroskopi kullandı. Böcekler, araştırmacıların elektrik potansiyellerini tam olarak kontrol etmelerine olanak tanıyan ultra ince tellerle bağlandı.

Ortega-Jiménez, "Meyve sineğine tel yapıştırmak çok zor" diyor. “Genellikle yarım saatimi, bazen de bir saatimi alırdı.” Net görüntüler yakalamak aynı zamanda yüzlerce denemeyi de gerektiriyordu; çünkü her bir solucanın dikkatlice tasarlanmış koşullar altında doğru hava üflemesiyle sıçraması için ikna edilmesi gerekiyordu.

Görünmeyeni Yakalamak

Görüntüler tamamlandıktan sonra ekip solucanların yörüngelerini dijitalleştirdi ve bunları istatistiksel bir sistem kullanarak analiz etti. algoritma Markov zinciri Monte Carlo (MCMC) olarak bilinir. Bu onların binlerce olası uçuş yolunu simüle etmelerine olanak sağladı. Solucanın kütlesini, fırlatma hızını ve böceğin voltajını hesaba kattılar.

Model, herhangi bir ücret alınmadan on dokuz atlamadan yalnızca birinin başarılı olabileceğini ortaya çıkardı. Pek çok uçan böceğin etrafındaki elektrik alanına benzer şekilde yaklaşık 800 voltta solucanın temas kurma olasılığı yüzde 80'e yükseldi.

Dünyanın En Küçük Yüksek Atlayıcıları

Etkisi olmasa bile statik elektrikNematodun atlama yeteneği dikkat çekicidir. Solucan yukarıda bir böcek tespit ettiğinde bir halka şeklinde kıvrılarak kendini yukarı doğru fırlatır ve kendi vücut uzunluğunun yirmi beş katı yüksekliğe ulaşır. Karşılaştırma yapmak gerekirse bu, bir kişinin on katlı bir binanın üzerinden atlamasına benzer. Nematod havadayken saniyede bin defadan fazla hızla dönerek hedefiyle temas kurma olasılığını artırır.

Bunların ölçeğinde mikroskobik Solucanlar, sürükleme, hava akışı ve elektrik yükü gibi faktörler, bu avlanma mekanizmasının başarısını etkilemek için etkileşime girer. Araştırmacılar, saniyede 0,2 metre hızla hareket eden hafif bir esintinin bile, böcek kanatlarını çırpmaktan kaynaklanan yüksek voltajla birleştiğinde solucanın temas kurma şansını artırdığını buldu.

Solucan başarılı bir şekilde yere inerse, doğal bir açıklıktan böceğin vücuduna girmeye çalışacaktır. Nematod daha sonra simbiyotiği serbest bırakacak bakteri konakçıyı kırk sekiz saat içinde öldürür. Solucan bakteriler ve çürüyen dokularla beslenir ve yavruları yeni avını enfekte etmek üzere ortaya çıkana kadar karkas içinde çoğalır. S. carpocapsae zaten biyolojik haşere kontrolünde rol oynadığından davranışının ardındaki fiziği anlamak onu tarımsal kullanımda daha da etkili hale getirebilir.

Statik Kuvvetler ve Elektrostatik Ekoloji

Statik elektrik insanlar için ufak bir rahatsızlıktan başka bir şey olmasa da birçok küçük organizma için önemli bir mekanizma görevi görmektedir. Ortega-Jiménez'in daha önceki araştırması şunu gösterdi: örümcek ağlar böcekleri yakalamak için elektrostatik çekim kullanabilir. Arılar ve akarlar da polen toplamak veya konakçılara bağlanmak için bu kuvvetlere bağımlıdır. Burton ve Ortega-Jiménez kısa süre önce, hayvan kürkündeki elektrik yüküyle kenelerin yerden kaldırılabildiğini bildirdi; bu, doğrudan nematodlar üzerinde yapılan mevcut çalışmaya yol açan bir keşif.

Ekibin sonuçları, James Clerk Maxwell'in 19. yüzyılda elektrostatik indüksiyonla ilgili yaptığı tahminlerle örtüşüyor. Ortak yazar Ranjiangshang Ran, "Bazen bilim insanı olmak arkeolog olmaya benzer" dedi. "Bilimsel tarihteki gömülü hazineleri bulmak için eski fikirleri karıştırıyorsunuz."

Bu sonuçlar, ekibin 'elektrostatik ekoloji' olarak adlandırdığı, elektriksel kuvvetlerin küçük organizmaların davranışını ve evrimini nasıl etkilediğini anlamayı amaçlayan daha geniş bir çalışma alanı potansiyeline işaret ediyor.

Ortega-Jiménez, "Elektrikli bir dünyada yaşıyoruz" dedi. "Elektrik her yerde, ancak küçük organizmaların elektrostatikleri çoğunlukla bir gizem olmaya devam ediyor."

"Bu gizemi çevreleyen daha birçok değerli soruyu araştırmak için araçlar geliştiriyoruz" diye ekliyor.

Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. İşletme Yüksek Lisansı ve İşletme alanında Lisans Diplomasının yanı sıra Veri Analitiği alanında sertifika sahibidir. Çalışmaları analitik eğitimi yeni ortaya çıkan bilim, havacılık ve astronomik araştırmalara odaklanarak birleştiriyor.