Fantoma kāpura galva. (Evans Makkenzijs) Bez zivīm zinātnieki ir atraduši tikai vienu citu dzīvnieku, kas var regulēt savu peldspēju ūdenī, izmantojot peldpūšļus, un tas, iespējams, nav tas, ko jūs gaidījāt.
Fantoma punduris ir ezera mušu veids (ģints Chaoborus ), bet pirms tas var pacelties gaisā, tā kāpuriem vispirms ir jāizaug ūdenī. Tā kā šie stikla tārpi ir caurspīdīgi, mēs to zinām kopš 1911. gada ka tie satur divus pārus ar gāzi pildītu maisiņu abos ķermeņa galos.
Vairāk nekā gadsimtu mums nebija ne jausmas, kā kukaiņi kontrolē šos dīvainos orgānus. Tagad gaismas triks nejauši atklājis atbildi.
2018. gadā zoologs Filips Metjūss pamanīja kāpuru baru peldam lietus pilnā lopu tvertnē.
'Šie dīvainie kukaiņi peldēja ūdenī neitrāli peldoši, un tas ir kaut kas tāds, ko jūs vienkārši neredzat, ka kukaiņi dara.' atgādina Metjūss.
'Daži kukaiņi niršanas laikā uz īsu brīdi var kļūt neitrāli peldoši, bet Chaoborus kāpuri ir vienīgie kukaiņi, kas gandrīz neitrāli peld.
Atšķirībā no zivīm skābekļa gāzi nevar aktīvi transportēt fantoma pīķa gaisa maisos, jo kukaiņiem nav slēgtas asinsrites sistēmas ar sarkanajām asins šūnām, kas transportē skābekli, piemēram, mugurkaulniekiem.
Tātad, kā viņu orgāni piepūšas un iztukšojas, lai sasniegtu neitrālu peldspēju?
Ūdens Chaoborus pundura kāpurs ar visiem četriem gaisa maisiņiem. (Filips Metjūss)
Pēc kaprīzes Metjūss dažus kāpurus aizveda atpakaļ uz laboratoriju un ievietoja tos mikroskopā. Kad viņš ieslēdza ultravioleto gaismu, lai apgaismotu mikroskopa skatuvi, viņš pamanīja, ka gaisa maisiņi sāka mirdzēt spilgti zilā krāsā.
Krāsa liecināja, ka maisiņi ir izgatavoti no proteīna, kas pazīstams kā resilīns, kam ir elastīgas, gumijai līdzīgas īpašības. Ir zināms, ka sārmainā vidē resilīns uzbriest, bet skābākā vidē proteīns saraujas.
Lai veiktu turpmāku izpēti, Metjū doktorants un jaunā pētījuma vadošais autors Evans Makkenzijs laboratorijā sāka eksperimentēt ar kāpuru faktiskajiem gaisa maisiņiem, mākslīgi uzpūšot un iztukšojot tos ar skābu vai sārmu iedarbību.
To darot, McKenzie varēja netieši izspiest gaisu maisos un no tiem.
Ķirurģiski izņemti gaisa maisiņi no fantoma kāpuru kāpuriem, kas spīd dienasgaismas gaismā. (Filips Metjūss)
'Šī ir patiešām dīvaina adaptācija, kuru mēs nemeklējām,' saka Metjūss.
'Mēs tikai mēģinājām izdomāt, kā viņi var peldēt ūdenī, nenogrimstot.'
Tā vietā viņi atklāja, ka fantoma kāpuri var nogrimt, pacelties vai peldēt, vienkārši manipulējot ar to gaisa maisiņu sieniņu pH. Tas ļauj gāzei pasīvi izkliedēt iekšā un ārā, bez nepieciešamības pēc skābekli nesošām asinīm orgānu piepūšanai vai iztukšošanai.
Autori, viss process darbojas kā mehānisks ķīmiskais dzinējs saki , 'pH izmaiņu pārveidošana mehāniskā darbā pret hidrostatisko spiedienu.'
Motors atšķiras no jebko citu, ko esam atraduši dzīvnieku valstībā, un to ir tik viegli lietot, ka daži fantoma punduri var iekļūt ļoti dziļi ūdenī.
Piemēram, Malāvijas ezerā Austrumāfrikā viena suga fantoma midzeņu ( C. ēdams ) faktiski ir atrasts vairāk nekā 200 metrus (656 pēdas) uz leju , vidē ar zemu skābekļa saturu, kas ir lieliski piemērots plēsēju izvairīšanai.
Jaunie pētījumi liecina, ka šiem kāpuriem pat nav jāpeld, lai tur nokļūtu; viņiem atliek tikai nogrimt.
Pētījums tika publicēts Pašreizējā bioloģija .