Представьте, что способ, которым мухи и бабочки пьют нектар и другие жидкости, может быть имитирован для использования в медицине, потенциально для доставки жизненно важных лекарств в организм, а также как этот метод может спасти их собственные жизни во время засухи..
Такое критическое исследование каждый день проводят преподаватели и студенты Кентского государственного университета в Старке.
Исследование Мэтью Ленерта, доктора философии, доцента биологических наук в Кентском государственном университете Старка, показывает, что метод, при котором мухи и бабочки заглатывают жидкости в свои тела для питания, может быть использован в качестве модели для доставки лекарств для борьбы с болезнями в организм человека. Системы доставки лекарств представляют собой инженерные технологии для адресной доставки и/или контролируемого высвобождения терапевтических агентов. Они контролируют скорость высвобождения лекарства и место в организме, где оно высвобождается.
В дополнение к усовершенствованным методам доставки лекарств, копируя свои системы питания, ученые и инженеры могут производить небольшие зонды, которые могут брать пробы жидкости внутри клеток для использования врачами или другими клиницистами для постановки диагнозов.
У бабочек и мух ротовой аппарат имеет канал, через который жидкости проходят от источника жидкости к голове для приема внутрь, сказал Ленерт. Это исследование также показало, что существует предельный размер пор, из которых каждый человек может питаться - бабочки и мухи с меньшими ротовыми каналами смогут питаться жидкостями из более мелких пор, что может иметь преимущество для насекомых и, в более широком смысле, для экосистемы. в случае засухи.
Ленерт, трое его ассистентов-студентов из Кентского штата Старк и четверо других исследователей обнаружили, что мухи, бабочки и мотыльки (20 процентов всех животных) используют капиллярное действие, или плавное перемещение жидкостей из одного места в другое, в качестве руководящего принципа при питании жидкими пленками - их основным источником пищи. Хоботок насекомого, часть тела, которая позволяет им пить жидкость, действует как очень сложная губка и соломинка, которая использует капиллярное действие для отправки нектара или других жидкостей в пищеварительную систему насекомого.
Их выводы были недавно опубликованы в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, одном из ведущих мировых научных журналов.
Для того чтобы питаться нектаром и другими жидкими пленками, естественный отбор способствовал эволюции специализированных ротовых органов у насекомых, питающихся жидкостью. У бабочек и мух ротовой аппарат состоит из хоботка, приспособленного для использования капиллярного действия для оттягивания тонких пленок жидкости с поверхностей для последующего питания. Обычно хоботок мух и бабочек держится близко к нижней части головы, когда он не используется и когда насекомое ищет пищу.
Выводы группы показывают, что капиллярное действие является важным и идеальным методом для удаления небольшого количества жидкости с поверхностей, сказал Ленерт. Копируя этот естественный метод, ученые говорят, что ротовые органы мух и бабочек могут служить моделями для разработки новых устройств для улучшенных систем доставки лекарств.
«Ранее было известно, что мухи и бабочки независимо развили ротовой аппарат, приспособленный для питания жидкостями, но до нашего исследования было неизвестно, что они оба используют одни и те же принципы для приема жидкостей - капиллярное действие», - сказал Ленерт. «Наши результаты могут быть использованы для производства новых микрожидкостных устройств, которые могут быть разработаны для имитации функциональности ротового аппарата насекомых, которые имеют то преимущество, что на них влияет естественный отбор на протяжении миллионов лет».