Статическое электричество играет ключевую роль в механизме охоты паразитических нематод, позволяя им точно ловить летающих насекомых в воздухе.
Биологи раскрыли уникальный биофизический механизм, обеспечивающий точность и эффективность их охоты.
(A) Траектория и ориентация нематоды. (B) Этапы прыжка. (C) Траектории центра массы.
Исследователи из Университета Бристоля и других институтов показали, что эти микроскопические черви, размером около 400 микрометров, создают электрический заряд, противоположный заряду насекомого-хозяина, что позволяет им в воздухе менять траекторию своего прыжка и притягиваться к цели. Это значительно повышает вероятность успешного захвата насекомого, что критически важно для выживания паразита.
Нематоды Steinernema carpocapsae могут прыгать на расстояние, превышающее их тело более чем в 20 раз. Однако случайный прыжок в пустоту почти всегда ведет к гибели из-за отсутствия хозяина. Ученые с помощью высокоскоростной съемки с частотой 10 000 кадров в секунду сняли, как нематоды корректируют свои траектории в полете, подобно магнитным частицам, притягивающимся к электрическому полю летающего насекомого.
«Электростатическое поле действует как невидимый проводник, давая червю точность, которой он иначе не мог бы обладать», — говорит соавтор исследования Энди Горал.
Исследование обнаружило, что насекомые во время полета накапливают положительный электрический заряд из-за трения крыльев об воздух, достигающий сотен и даже тысяч вольт, в то время как нематоды, контактируя с почвой, приобретают отрицательный заряд. В момент прыжка противоположные заряды притягивают нематоду к ее цели.
В лабораторных экспериментах 19 нематод прыгали на 19 заряженных фруктовых мушек и все 19 успешно прицеплялись к хозяину. При отсутствии электрического заряда лишь один из 19 успешно попадал. Моделирование с учетом аэродинамики и электростатики подтвердило соответствие измеренной зарядки червей теоретическим предсказаниям.
«Это открытие демонстрирует, как малозаметные физические силы можно использовать для увеличения шансов на выживание паразитов в природной среде», — заключают авторы.
Также выяснено, что умеренный ветер может дополнительно улучшать успешность прыжков, позволяя нематодам достигать хозяев на больших расстояниях. Это дает новое понимание механизмов распространения паразитов в природе и может помочь в разработке биологических методов борьбы с вредителями.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источник: ecoportal.su
