Скорпионы использовали металлы для укрепления жала и клешней
Клешни и жало скорпионов имеют участки, усиленные металлами. Авторы нового исследования выяснили, что в этих структурах содержатся строго определенные элементы — это напрямую связано с тем, как разные виды охотятся и защищаются.
Скорпионы (Scorpiones) — одни из древнейших хищников на планете. Вместе с пауками и клещами они входят в класс паукообразных (Arachnida).
Эти членистоногие используют клешни и ядовитое жало, расположенное на конце «хвоста», как оружие, с помощью которого они защищаются, а также нападают. Но среди примерно трех тысяч известных видов эти структуры выглядят по-разному. У одних клешни непропорционально большие и сильные, а жало маленькое. У других — тонкие клешни и крупное вытянутое жало.
Биологи давно заметили, что в клешнях и жале скорпионов присутствуют некоторые металлы, которые делают структуры прочнее. Однако ученые исследовали лишь малую долю скорпионов и не были уверены: содержатся металлы в «оружии» всех видов или лишь у некоторых, связана ли такая насыщенность металлами с образом жизни и охотничьими повадками представителей конкретного вида?
Международная команда арахнологов под руководством Сэма Кэмпбелла (Sam Campbell) из Смитсоновского национального музея естественной истории в США решила досконально разобраться в этих вопросах. Ученые предположили, что распределение металлов в частях тела скорпионов должно напрямую отражаться на поведенческих чертах членистоногих.
Чтобы проверить гипотезу, команда изучила 18 видов скорпионов с помощью электронных микроскопов и рентгеновских аппаратов. Инструменты позволили исследовать строение кутикулы жала и клешней, а также распределение металлов в этих структурах. Кроме того, удалось определить участки, которые, вероятно, испытывают наибольшую механическую нагрузку во время захвата добычи.
Анализ показал, что в жале и клешнях скорпионов в небольшом количестве присутствуют переходные металлы, которые укрепляют эти хитиновые части тела. На кончике жала обнаружили четкую слоистую структуру: самый край насыщен цинком (Zn), а следующий слой — марганцем (Mn). Граница между металлами настолько резкая, что ее можно разглядеть визуально. Природа буквально создала минеральный слой, где каждый элемент занимает свое строго определенное место, словно разные слои создавались для разных функций.
Похожая точность проявилась в строении клешней. В подвижной части, которая участвует в захвате добычи, металлы сосредоточены только вдоль режущей кромки. Там выявили цинк, а у части видов также железо (Fe). Остальная поверхность клешни почти не содержит этих элементов. Такое распределение показывает, что природа усилила именно те участки, которые испытывают максимальную нагрузку во время охоты.
Отдельное внимание ученые уделили роли железа. Ожидалось, что значительная часть этого металла будет содержаться в более мощных клешнях. Однако картина оказалось иной: железо чаще встречалось у видов с длинными и тонкими клешнями.
С одной стороны, длинные и тонкие клешни не предназначены для сильного сжатия. С другой — они должны удерживать жертву, пока скорпион вводит яд. Команда Кэмпбелла пришла к выводу, что железо у видов с такими клешнями не делает эти структуры «сильнее в смысле сжатия», а помогает им быть устойчивее и надежнее, то есть не ломаться и не изнашиваться при удержании добычи. Проще говоря, металл защищает клешни от разрушения.
Авторы исследования выяснили, что металлы присутствуют у всех изученных видов, но их «смесь» и концентрация сильно различаются: разные элементы могут быть связаны с различными механическими функциями этих структур. Цинк усиливает режущие поверхности, марганец концентрировался ниже кончика жала, что, вероятно, позволяет жалу не ломаться на стыке «твердого» и «гибкого», а железо поддерживает долговечность отдельных структур.
Специалисты планируют узнать, встречаются ли похожие механизмы у пауков, ос, муравьев и пчел. Для этого им нужно выработать единый подход к анализу, чтобы можно было правильно сравнивать разные виды между собой. Если такой метод удастся разработать, исследователи смогут ответить на более общий вопрос: применяют ли эти животные металлы для укрепления своих «орудий» и, если да, как в процессе эволюции они научились использовать такие элементы, чтобы эффективнее защищаться от хищников и добывать пищу.
Научная работа опубликована в Journal of The Royal Society Interface.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Помет сусликов, сохранившийся на протяжении сотен тысячелетий в глубоких слоях вечной мерзлоты северо-запада Канады, оказался своеобразной «капсулой времени». Экскременты грызунов содержат удивительное количество древней ДНК, раскрывая множество подробностей об эволюционной истории Арктики.
Новые данные о «тренировочной» миссии перед возвращением американцев на Луну показали, что NASA пока не может использовать системы жизнеобеспечения самого большого космического корабля в истории. Это ставит вопрос о том, возможна ли высадка астронавтов на Селене в намеченные сроки и вообще до 2029 года.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Новые данные о «тренировочной» миссии перед возвращением американцев на Луну показали, что NASA пока не может использовать системы жизнеобеспечения самого большого космического корабля в истории. Это ставит вопрос о том, возможна ли высадка астронавтов на Селене в намеченные сроки и вообще до 2029 года.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии