Условия высокой гравитации делают саранчу невероятно сильной

Фото: Flickr

Известно, что физическая система может измениться в ответ на изменение гравитации. Например, млекопитающие в условиях микрогравитации Международной космической станции теряют плотность костей и мышц. В то же время растения охотно реагируют на изменения силы тяжести, будь они более сильные или слабые. Однако ученым до сих пор было неизвестно, как на изменения гравитации реагируют большинство животных на Земле, пишет Science Alert.

80% животных обитающих на нашей планете являются наземными или морскими членистоногими. В новом исследовании ученые решили заполнить этот научный пробел и изучили то, как изменение гравитации влияет на экзоскелет насекомых.

В ходе эксперимента команда их Бременского университета прикладных наук использовала почти взрослых особей саранчи Locusta migratoria. По словам соавторов исследования, биологов Карен Стамм и Яна-Хеннинга Диркса, они использовали специальную разработанную центрифугу, создаваемую дополнительное давление, аналогичное эффекту гравитации.

Нормальное ускорение силы тяжести Земли на уровне моря обозначается 1g, но ученые настроили центрифугу для создания определенных гравитационных условий. В результате они разделили саранчу на четыре отдельные группы с разными гравитационными условиями:

• 3g;
• 5g;
• 8g;
• 1g (контрольная группа).

Команда поместила группы саранчи в центрифуги после последней линьки, когда их экзоскелеты являются блестящими и мягкими и должны со временем развиться и затвердеть. Каждую группу насекомых помещали в центрифугу на две недели, пока их экзоскелеты не затвердевали. При этом центрифуга работала непрерывно, останавливаясь лишь раз в 3 дня, максимум на 15 минут, в целях ухода.

В результате ученые обнаружили, что скорость гибели оказалась довольно интригующей в зависимости от условий гравитации. Для контрольной группы 1g выживаемость составила 76%, однако этот показатель вырос до 81% в условиях группы 3g. Далее происходило нечто еще более любопытное: в условиях 5g и 8g выживаемость саранчи резко падала до 51% и 7% соответственно.

Ученые также обнаружили, что влияние на толщину экзоскелета насекомых и силу их ног соответствовало этой тенденции. Результаты показали, что при 3g у насекомых был более сильные ноги, чем у насекомых в контрольной группе, как и в любой другой. Однако при 5g и 8g реакция была противоположной — толщина ног уменьшалась, как и масса тела.

Авторы исследования отмечают, что результаты их работы стали первыми, которые показывают, как насекомые могут адаптироваться и менять свое тело к более высокой механической нагрузке. Ученые полагают, что это может оказать влияние на разработку биоматериалов, а также позволяет нам лучше понять эволюцию самой жизни членистоногих.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform