Биологи измерили огромную силу, с которой вредители-пенницы высасывают сок из растений — Naked Science
14 июля
Сергей Васильев
5

Биологи измерили огромную силу, с которой вредители-пенницы высасывают сок из растений

5.2

Высасывая сок из растения, крошечные пенницы создают такое отрицательное давление, которое позволило бы человеку попивать напиток через 100-метровую трубочку.

©Philip Matthews, ScienceNews

Пенницы, они же слюнявицы Philaenus spumarius — насекомые, распространенные по всему Северному полушарию. Свое название они получили за комочек пены, которым окружают себя для защиты: такие пузырьки можно часто встретить на стеблях и листьях. Пенницы выступают опасными вредителями растений, в том числе сельскохозяйственных, питаясь пасокой — соком, текущим по сосудам ксилемы.

Однако этот сок — далеко не самый богатый источник питательных веществ. Кроме того, чтобы он поднимался из корней к листьям, растение поддерживает в ксилеме давление намного ниже атмосферного. Для высасывания жидкости в достаточных количествах пенницам приходится прилагать огромные усилия. Расчеты и эксперименты показывают, что для этого насекомые должны создавать еще большее отрицательное давление, превышающее один мегапаскаль. Для сравнения, слоны, набирая воду в хобот, могут создавать лишь 20 килопаскалей. А если бы человек был способен на нечто подобное, он мог посасывать напитки через трубочку длиной порядка ста метров.

Неудивительно, что подобные цифры для крошечной пенницы вызывают большие сомнения специалистов. Некоторые даже считают, что пасока не может служить полноценным источником пищи для пенниц, поскольку на ее добычу приходится затрачивать слишком много энергии. Поэтому Филипп Мэтьюс (Philip Matthews) и его коллеги из канадского Университета Британской Колумбии решили провести новые измерения «всасывающей силы» P. spumarius. Результаты этой работы они представили в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Для начала авторы рассмотрели сосательный аппарат пенницы. Он расположен в голове насекомого и использует мембрану, которую мышцы с силой оттягивают, создавая отрицательное давление — как в шприце, когда в него набирают жидкость. С помощью компьютерной микротомографии ученые рассмотрели сосательный аппарат четырех пенниц и реконструировали его трехмерную структуру. Это позволило получить точную модель и математически рассчитать теоретическую «сосущую силу». Отрицательное давление, которое такая структура способна создать, составило 1,06-1,57 мегапаскаля.

Далее Мэтьюс и его соавторы подсчитали количества энергии, которые приходится тратить насекомому на создание давления, необходимого для высасывания различных растений. Для этого ученые оценивали интенсивность метаболизма по количеству углекислого газа, которое выдыхали пенницы, питаясь соком горошка, люцерны и бобов.

Измерения показали, что при этом обмен веществ у них ускоряется на 50-85 процентов в сравнении с покоем. Такая нагрузка сравнима с марафоном. По мнению ученых, все это позволяет насекомым прокачивать через себя огромные количества сока ксилемы — как если бы человек в час выпивал около четырех литров жидкости — и получать достаточно питательных веществ, чтобы восполнить огромные энергетические затраты на питье.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

8 часов назад
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

2 недели назад
-
1
+
Учёные зверски изнасиловали журналиста.
2 недели назад
-
1
+
"Расчеты и эксперименты показывают, что для этого насекомые должны создавать еще большее отрицательное давление, превышающее один мегапаскаль." Я, конечно, дико извиняюсь, но насколько я знаю, давления меньше 0 не бывает. Давление либо есть, либо его нет. На поверхности Земли ртуть можно поднять вакуумом на 700 с чем-то мм, а воду - на 10 м. На этом принципе устроен барометр. Объясните пожалуйста, как можно создать (-10) атмосфер?
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: