Jak niektóre chrząszcze 'piją' wodę za pomocą swoich tyłków.

Niektóre chrząszcze "piją" korzystając z odbytu, a naukowcy zaczynają to rozumieć.

Czerwone chrząszcze mączne, ważna szkodnika w rolnictwie, otwierają swoje odbyty, aby para wodna z powietrza przepływała do dolnych jelit, a następnie skrapiała się na jakimkolwiek gnijącym materiale znajdującym się tam. Owady pobierają wodę z materiału kałowego przy pomocy specjalnych komórek wyściełających ich dolny układ pokarmowy, donoszą badacze 21 marca w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ten "niesamowity mechanizm" mógłby kiedyś zostać wykorzystany do tworzenia pestycydów specyficznych dla chrząszczy, które mogłyby chronić uprawy, jednocześnie dbając o pszczoły i inne owady - mówi Kenneth Halberg, endokrynolog i fizjolog porównawczy na Uniwersytecie Kopenhaskim.

Szacuje się, że na skutek szkodników owadów rolniczych tracimy nawet do 20 procent światowej produkcji żywności rocznie, co prowadzi do strat finansowych rolników, ocenianych przez Organizację Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa. Chrząszcze są szczególnie problematyczne. Mogą one przetrwać w suchych środowiskach, w tym w dostawach pszenicy i innych bardzo suchych uprawach. Jednym z metod przetrwania suchych chrząszczy jest recykling wody z kału za pomocą złożonego odbytniczego narządu w pobliżu końca ich układu pokarmowego. Jednak naukowcy nie wiedzieli, jak owady to osiągają.

Halberg i jego koledzy odkryli, że u czerwonych chrząszczy mącznych (Tribolium castaneum) gen Nha1 jest bardziej aktywny w komórkach z pęcherzykami wyściełającymi odbytniczy narząd niż gdziekolwiek indziej w ciele. Naukowcy wcześniej sugerowali, że pęcherzykowe komórki odbytnicy były zaangażowane w wciąganie wody z materiału w narządzie.

Ale "paradoksem było, że nie wyglądają one jak komórki transportujące" - mówi Michael O'Donnell, fizjolog owadów z Uniwersytetu McMaster w Hamilton w Kanadzie, który nie był zaangażowany w badania.

Nowe badania mogą rozwiązać ten paradoks. Nha1 wytwarza białko, które pompuje naładowane cząstki potasu przez błony komórek - wykazała drużyna Halberga. To może prowadzić do gromadzenia się jonów na zewnątrz odbytniczy narządu, sugerują badacze.

W wyniku osmozy woda przemieszcza się w kierunku obszarów o wysokiej koncentracji jonów. W ten sposób pulpa potasu mogłaby pozwolić chrząszczom przenosić wodę przez ścianę odbytnicy i do pozostałej części ciała.

Doświadczenia potwierdziły, że owady otwierają swoje odbyty w wysokiej wilgotności, aby para wodna mogła wpływać do odbytnicy. Co więcej, chrząszcze z deaktywowanym genem Nha1 nie przetrwały w suchych warunkach tak dobrze jak normalne chrząszcze.

Nie wiadomo, czy inne chrząszcze używają podobnego mechanizmu, mówi Halberg. Jednak wynik podkreśla, jak "natura znajduje ciekawe rozwiązania dla ciekawych problemów".

Nasza misja polega na zapewnianiu dokładnych i interesujących wiadomości naukowych dla opinii publicznej. Ta misja nigdy nie była ważniejsza niż dzisiaj.

Jako organizacja non-profit nie możemy tego zrobić bez Państwa pomocy.

Państwa wsparcie pozwala nam utrzymać nasze treści za darmo i zapewnić dostępność kolejnym pokoleniom naukowców i inżynierów. Wesprzyj jakość dziennikarstwa naukowego, dokonując dzisiaj darowizny.