Биологи нашли насекомых, выбрасывающих экскременты с ускорением в 40 g
Цикадки, которые питаются соком растений, вынуждены мочиться почти без остановки. Чтобы не расходовать на этот процесс слишком много энергии, они используют «анальный стилус», который выбрасывает урину мелкими каплями и на огромной скорости.
Мелкие цикадки из группы Proconiini пьют сок растений. Это не самый легкий способ найти себе пропитание: насекомым приходится прикладывать немало усилий, чтобы высасывать жидкость из трубочек ксилемы и отфильтровывать ее в огромных объемах для извлечения достаточного количества ценных веществ. Наконец, нужно постоянно удалять лишнюю жидкость из организма. Каждый день цикадки выбрасывают экскрементов в 300 раз больше собственного веса.
Этот процесс также требует энергии, однако ученые из Технического института штата Джорджия обнаружили, что насекомые нашли способ выводить экскременты экономно и эффективно. Вместо струи, создаваемой давлением, они выделяют капли, которые выбрасываются на огромной скорости специальной пружинной структурой, расположенной у выхода задней кишки. Об этом биологи пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Саад Бхамла (Saad Bhamla) и его коллеги использовали скоростную видеокамеру, чтобы рассмотреть детали процесса выведения экскрементов. Ученые записали в общей сложности 22 таких акта у пяти цикадок Homalodisca vitripennis. Работа показала, что выброс происходит за счет движения особой структуры — «анального стилуса» (anal stylus).
Капля накапливается всего за 80 миллисекунд, после чего «стилус» разворачивается примерно на 15 градусов, накапливая упругую энергию, — и разряжается, запуская ее с огромным ускорением, которое может превышать 40 g. Для сравнения: при аварийной (но несмертельной) посадке космического корабля «Союз-18А» в 1975 году перегрузка достигала всего 20-25 g.
Ученые отметили, что скорость полета капли превышала скорость движения самого «анального стилуса» примерно в 1,4 раза. Насекомые добиваются этого, точно синхронизируя разрядку «стилуса» с колебаниями жидкости. Упругость самой капли придает ей дополнительную скорость. До сих пор подобный эффект был известен лишь инженерам, и это первый пример его использования живыми организмами.
За счет всех этих механизмов цикадки затрачивают на удаление экскрементов в несколько раз меньше усилий, чем требовалось бы при выведении ее в виде жидкой струи. Для крупных животных вроде нас расходы на мочеиспускание совсем незначительны, но для крошечных насекомых, вынужденных делать это практически без остановки, такая экономия имеет жизненно важное значение.
Telegram 
Дзен 
VK 
