Прикрепив голову к хвосту в виде кольца, 3-миллиметровая личинка золотарника галлицы выдавливает в хвостовой отдел часть внутренних жидкостей, раздувая его и повышая давление, как внутреннюю трубку.
Когда клейкая связь между головой и хвостом больше не может удерживаться, натяжение срабатывает, запуская червя в высокий кувыркающийся полет, который уносит его на 20-30 длин тела за десятую долю секунды. со скоростью, сравнимой со скоростью прыгающего насекомого с настоящими ногами. Направление полета несколько случайное, и червеобразная личинка немного подпрыгивает при приземлении, но, по-видимому, она ничуть не хуже изнашивается. Тем не менее, когда речь заходит о способах передвижения, это кажется немного безрассудным.
Но этот «гидростатический прыжок без ног», известный группе исследователей Duke, изучавших запуски с помощью сверхскоростных камер, примерно в 28 раз более энергоэффективен (и чертовски намного быстрее). чем ползать, как обычная старая гусеница.
Их анализ замечательных прыгающих личинок опубликован 8 августа в Journal of Experimental Biology.
Что нового, так это не осознание того, что безногие личинки могут прыгать. Такое поведение неоднократно упоминалось в литературе за более чем 50 лет, говорит профессор биологии Дьюка Шейла Патек, чья лаборатория проводила анализ. Чудо здесь в деталях, которые были запечатлены видеокамерой с частотой 20 000 кадров в секунду и сканирующим электронным микроскопом.
«Иногда они падают и не улетают далеко», - сказала руководитель лаборатории Patek Грейс Фарли, которая провела бесчисленные часы, пытаясь удержать беспокойных червей в фокусе и в кадре, прежде чем они запустятся. Почти каждый хаотичный полет пролетел достаточно далеко, чтобы покинуть поле зрения камеры.
Из всех этих прыжков Фарли узнал, что в теле червя примерно на трети пути от хвоста есть шарнир, который делает эту нижнюю часть тем, что они называют «переходной ногой», чтобы доставить толчок к хвосту. поверхность.
В то время как другие кольцеобразные черви, кажется, используют жесткие придатки, называемые колышками и ротовым аппаратом, чтобы создать прочную защелку между головой и хвостом, у личинки галлиц просто есть несколько липких участков кожи, которые делают свое дело.
При тщательном рассмотрении под электронным микроскопом липкие кусочки оказываются рядами чешуек, похожих на мизинцы, всего 1 микрон в поперечнике, которые очень похожи на липкие подушечки на лапах геккона.
Фарли сказал, что пока неясно, сцепляются ли эти чешуйки каким-то образом друг с другом или они сцепляются просто из-за эффекта Ван-дер-Ваальса, слабого электромагнитного притяжения между атомами, находящимися в непосредственной близости, как геккон ходит по окну панели.
По словам Патека, липкие пластыри похожи на «систему фиксации головы», которая помогает стрекозам и стрекозам зафиксировать голову на месте. Но также возможно, что личинки галлиц выделяют какую-то жидкость на подушечках. Они еще не знают подробностей.
В каком-то смысле удивительно, что эти исследователи механики животных вообще нашли этого червя. Это один из нескольких десятков видов галлиц, питающихся тканями сотен различных видов золотарников. Этот ярко-оранжевый червь из рода Asphondylia, который еще даже не получил официального названия и описания в науке, неравнодушен к серебристо-желтому, Solidago bicolor, виду золотарника с белыми цветками.
«Они действительно маленькие и незаметные, поэтому мало кто их изучает», - сказал Майкл Уайз, биолог из колледжа Роанок, один из тех, кто действительно изучает золотарников и мошек, которые их любят.
Это был Уайз, бывший однокурсник Патека по аспирантуре Duke, который несколько непреднамеренно начал проект.
Осторожно собрав несколько экземпляров галлов золотарника в горах Вирджинии два августа назад, Уайз разрезал набухшие части растений под микроскопом, чтобы извлечь из каждой капсулы маленького оранжевого червя.
«После вскрытия около дюжины галлов я заглянул в чашку Петри и обнаружил там только две личинки», - сказал Уайз. «Они прыгали по всему офису!»
Он знал, что у Патек есть эта высокоскоростная камера для изучения прыжков, щелчков и ударов существ, и предложил им взглянуть.
«Итак, мы просто решили снять их для развлечения», - сказал Патек. «Тогда мы поняли, что это действительно может быть интересной новой областью».
Сцепляющий механизм, образованный «липкими микроворсинками» между каждым сегментом червя, по-видимому, является новым, и расчеты того, насколько эффективнее прыгать, чем ползать, могут представлять интерес для области мягких роботов, сказал Патек. Эта работа также согласуется с ее более широкими расспросами о захватывающих ускорениях, достигаемых блохами, муравьями, креветками-богомолами и другими существами, которые, как правило, используют механизм пружины и защелки, а не мышечную силу, для достижения удивительных подвигов.
Близкородственные виды этого червя-галлицы, как известно, прыгают со своих домашних растений, чтобы найти места, где можно зарыться в землю и окуклиться. Но именно этот червь никогда не выходит из желчного пузыря - он тут же окукливается и выходит уже вполне сформировавшейся летающей мошкой. Зачем ему вообще прыгать?
Возможно, это пережиток какой-то ранней эволюции червя, предполагает Уайз. Или, возможно, чтобы избежать хищников и любопытных биологов.