Работает как пила и впрыскивает яд полностью отделившись: секрет жала пчелы наконец раскрыт

Большинство людей на Земле знают, что медоносные пчелы (Apis mellifera) теряют жало, когда жалят жертву. Это один из тех природных механизмов, которые кажутся настоящим волшебством, однако он также смертелен для насекомого: пытаясь улететь и вынуть жало, пчелы фактически отрывают его от себя вместе с ядовитым мешочком и частью своих органов, что приводит к неминуемой смерти, пишет Popular Science.

В новом исследовании благодаря высокоскоростной видеосъемке австралийские ученые, вероятно, наконец смогли раскрыть секрет того, как на самом деле работает жало пчелы. Результаты нового исследования показывают, что крошечное жало медоносной пчелы работает как 2-миллиметровый микронасос с двумя поршнями. Фактически оно нагнетает жидкость в двух разных направлениях, обеспечивая непрерывную подачу яда.

По словам соавтора исследования, энтомолога из Университета Маккуори Фиореллы Рамирес-Эскивель, еще с 1910 года известно, что ядовитый мешочек жала медоносной пчелы опорожняется в камеру с небольшими насосными элементами — клапанами. Однако до сих пор ученые точно не знали, как именно это работает. Похоже, теперь это изменилось и ученым удалось определить все рабочие компоненты, заключенные в этом крошечном жале.

У пчел явление автономии заключается в том, что рабочая пчела вонзает жало в цель, а затем оставляет его там. После этого жало самостоятельно продолжает углубляться в ткани жертвы и впрыскивать яд. В новом исследовании ученые сосредоточились на том, чтобы лучше понять этот механизм.

Для этого команда заставила пчел жалить прозрачный гель, имитирующий кожу человека, одновременно ведя высокоскоростную видеосъемку. Оказалось, что само крошечное жало состоит из нескольких компонентов, а именно:

• ядовитый мешочек;
• насосная камера;
• мышцы;
• нервы;
• два острых ланцета.

Эти ланцеты, как оказалось, движутся вперед-назад по системе направляющих — подобно пиле с возвратно-поступательным движением. Именно эти пилообразные стилеты не только продвигают жало глубже в кожу, но и нагнетают яд.

Ученые также обнаружили, что к каждому из двух длинных стилетов прикреплен клапан, расположенный внутри насосной камеры. Исследователи выяснили, что во время рабочего хода (движения вниз) эти клапаны меняют форму, обеспечивая герметичность. При обратном ходе они складываются, создавая давление для перекачивания и минимизируя обратный ток жидкости при заполнении камеры. Еще более любопытно то, что в середине хода оба клапана снова меняют форму, чтобы пройти мимо друг друга.

Это удивительный способ перекачки жидкости, ведь для эффективной передачи давления критически важно сохранять герметичность. Ученые пришли к выводу, что ключом к успеху является уникальная геометрия клапанов: они работают как складные поршни и, двигаясь в противоположных направлениях, обеспечивают непрерывную подачу яда.

Другие новости науки

• С размахом крыльев 3,6 м и весом 500 кг: у берегов США заметили одну из самых больших тайн океана
• Самая голодная рыба в океане проглотила добычу, в разы большую ее самой: это засняли