• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.07.2021
Сергей Васильев
5
4 540

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 14:35
Анна Новиковская

С планированием длительных миссий на Луну и Марс перед человечеством все острее встает вопрос об обеспечении космонавтов кислородом для дыхания. Сейчас поддерживать дыхание людей на борту космических станций — сложный и дорогостоящий процесс, поэтому для будущих путешествий в космической бездне потребуются более совершенные технологии.

10 часов назад
Александра Медведева

Международная команда исследователей впервые провела наиболее полную оценку биоразнообразия самой высокой горы мира. Анализируя экологическую ДНК, выделенную из проб воды, отобранных на высоте 4,5-5,5 километра, они обнаружили генетический материал представителей 187 отрядов, что составляет 16,3% от всех известных отрядов живых организмов Земли.

14 августа
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

14 августа
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

Позавчера, 13:26
Михаил Орлов

Рядом с местом добычи медных руд в пустыне Атакама, расположенной на территории Чили, образовался очень большой круглый провал. Его диаметр достигает 32 метров, а глубина превышает 200 метров. Местные власти расследуют причины случившегося.

Позавчера, 14:35
Анна Новиковская

С планированием длительных миссий на Луну и Марс перед человечеством все острее встает вопрос об обеспечении космонавтов кислородом для дыхания. Сейчас поддерживать дыхание людей на борту космических станций — сложный и дорогостоящий процесс, поэтому для будущих путешествий в космической бездне потребуются более совершенные технологии.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

14.07.2021
-
1
+
Учёные зверски изнасиловали журналиста.
14.07.2021
-
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?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: