Hur vissa skalbaggar "dricker" vatten med hjälp av sina bakdelar.

Några skalbaggar "dricker" med hjälp av sina bakdelar, och forskare börjar förstå hur.

Röda mjölskinnbaggar, en stor jordbrukspest, öppnar sitt anus för att få vattenånga i luften att flöda in i den nedre tarmen och kondensera på eventuell avföring. Insekterna drar vatten från fecal materialet med hjälp av speciella celler som täcker deras nedre matsmältningssystem, rapporterar forskare den 21 mars i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Denna "fantastiska mekanism" skulle en dag kunna utnyttjas för att göra skalbaggs-särskilda bekämpningsmedel som skulle skydda grödor samtidigt som bin och andra insekter skyddas, säger Kenneth Halberg, en jämförande endokrinolog och fysiolog vid Köpenhamns universitet.

Insekts skadedjur kommer in i upp till 20 procent av den globala livsmedelsförsörjningen varje år, förstör mat och kostar bönder pengar, uppskattar FN: s livsmedels- och jordbruksorganisation. Skalbaggar är särskilt förödande. Dessa insekter kan trivas i torra omgivningar, inklusive i förråd med vete och andra ben-torra grödor. Ett sätt för torr-anpassade skalbaggar att överleva är genom att återvinna vatten från sin avföring med hjälp av det rektala organet, en organ nära slutet av deras matsmältningssystem. Men forskare visste inte hur insekterna åstadkom det.

Halberg och kollegor fann att i röda mjölskinnbaggar (Tribolium castaneum) är genen Nha1 mer aktiv i celler som prickar fodret i det rektala organet än någon annanstans i kroppen. Forskare har tidigare föreslagit att det blåsbildande cellerna i det rektala organet var involverade i att suga ut vatten ur materialet i organet.

Men "paradoxen var att de inte ser ut som transporterande celler", säger Michael O'Donnell, en insektfysiolog vid McMaster University i Hamilton, Kanada, som inte var involverad i forskningen.

Den nya studien kan lösa den paradoxen. Nha1 producerar en protein som pumpar laddade kaliumpartiklar över cellmembranen, fann Halbergs team. Det kan leda till en ansamling av jonerna på utsidan av det rektala organet, misstänker forskarna.

Genom osmos, kommer vatten att flytta mot områden med hög koncentration av joner. Så att kaliumpoolen kan tillåta skalbaggar att flytta vatten genomväggen i det rektala organet och in i resten av kroppen.

Experiment bekräftade att insekterna öppnade sina anusar i hög luftfuktighet så att vattenånga kunde flöda in i det rektala organet. Dessutom överlevde skalbaggar med inaktiverad Nha1 inte lika bra i torra förhållanden som normala skalbaggar.

Det är inte klart om andra skalbaggar använder en liknande mekanism, säger Halberg. Men upptäckten betonar hur "naturen har sin egen väg att utveckla några ganska intressanta lösningar på några mycket intressanta problem".

Vårt uppdrag är att tillhandahålla korrekta, engagerande vetenskapsnyheter till allmänheten. Uppdraget har aldrig varit viktigare än idag.

Som en ideell nyhetsorganisation kan vi inte göra det utan dig.

Ditt stöd gör det möjligt för oss att hålla vårt innehåll gratis och tillgängligt för den nästa generationen av forskare och ingenjörer. Investera i kvalitets vetenskapsjournalistik genom att donera idag.