Монстри з центрифуги. Умови високої гравітації роблять сарану неймовірно сильною

Відомо, що фізична система може змінитися у відповідь на зміну гравітації. Наприклад, ссавці в умовах мікрогравітації Міжнародної космічної станції втрачають щільність кісток і м'язів. Водночас рослини охоче реагують на зміни сили тяжіння, чи то сильніші, чи то слабші. Однак ученим досі було невідомо, як на зміни гравітації реагують більшість тварин на Землі, пише Science Alert.

80% тварин, що мешкають на нашій планеті, є наземними або морськими членистоногими. У новому дослідженні вчені вирішили заповнити цю наукову прогалину і вивчили те, як зміна гравітації впливає на екзоскелет комах.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Під час експерименту команда з Бременського університету прикладних наук використовувала майже дорослих особин сарани Locusta migratoria. За словами співавторів дослідження, біологів Карен Стамм і Яна-Геннінга Діркса, вони використовували спеціальну розроблену центрифугу, що створює додатковий тиск, аналогічний ефекту гравітації.

Нормальне прискорення сили тяжіння Землі на рівні моря позначається 1g, але вчені налаштували центрифугу для створення певних гравітаційних умов. У результаті вони розділили сарану на чотири окремі групи з різними гравітаційними умовами:

• 3g;
• 5g;
• 8g;
• 1g (контрольна група).

Команда помістила групи сарани в центрифуги після останнього линяння, коли їхні екзоскелети є блискучими й м'якими та повинні з часом розвинутися і затвердіти. Кожну групу комах поміщали в центрифугу на два тижні, поки їхні екзоскелети не тверднули. При цьому центрифуга працювала безперервно, зупиняючись лише раз на 3 дні, максимум на 15 хвилин, з метою догляду.

У результаті вчені виявили, що швидкість загибелі виявилася досить цікавою залежно від умов гравітації. Для контрольної групи 1g виживаність становила 76%, проте цей показник зріс до 81% в умовах групи 3g. Далі відбувалося щось ще цікавіше: в умовах 5g і 8g виживаність сарани різко падала до 51% і 7% відповідно.

Вчені також виявили, що вплив на товщину екзоскелета комах і силу їхніх ніг відповідав цій тенденції. Результати показали, що за 3g комахи мали сильніші ноги, ніж комахи в контрольній групі, як і в будь-якій іншій. Однак при 5g і 8g реакція була протилежною — товщина ніг зменшувалася, як і маса тіла.

Автори дослідження зазначають, що результати їхньої роботи стали першими, які показують, як комахи можуть адаптуватися і змінювати своє тіло до вищого механічного навантаження. Вчені вважають, що це може вплинути на розробку біоматеріалів, а також дає нам змогу краще зрозуміти еволюцію самого життя членистоногих.

Раніше Фокус писав про те, що сарана підводного світу: вчені з'ясували, що утворило загадкові дірки на дні Берингового моря.