Відеозйомка показала як жало бджоли продовжує впорскувати отруту

Вчені за допомогою високошвидкісної відеозйомки з’ясували, як жало медоносної бджоли продовжує впорскувати отруту після того, як комаха відлітає. Як повідомляє Ars Technica, механізм працює завдяки двом клапанам, що діють як складні поршні та забезпечують безперервний потік отрути.

Результати дослідження опублікували в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences. У робочих медоносних бджіл Apis mellifera жало після ужалення може залишатися в тканині й автономно проникати глибше та подавати отруту.

Як працює подвійний поршень

Жало бджоли складається з трьох зчеплених елементів, які утворюють канал для отрути: стилета, що формує основну насосну камеру, і двох загострених ланцетів. Ланцети ковзають уперед і назад, одночасно проколюючи тканину та забезпечуючи рух отрути.

Дослідники вилучили жала у живих робочих бджіл безпосередньо перед зйомкою, частково ввели їх у блоки штучного гелю та зафіксували роботу механізму за допомогою стереомікроскопії й кольорової високошвидкісної камери. Покадровий аналіз показав, що клапани всередині насосної камери змінюють форму під час руху ланцетів.

Під час руху вниз клапани роздуваються, створюють ущільнення та тиснуть на отруту в камері. Під час зворотного руху вони здуваються. Коли клапани зустрічаються посередині, вони знову змінюють форму, щоб пройти один повз одного.

Перевірка моделі

Співавторка роботи Фіорелла Рамірес-Есківель з Університету Маккуорі зазначила, що ключову роль відіграє особлива геометрія клапанів: вони працюють як складні поршні. Рухаючись у протилежних напрямках, ці елементи забезпечують безперервне надходження отрути та зменшують її зворотний потік.

Для перевірки висновків команда виконала мікро-КТ-сканування та на основі отриманих даних надрукувала збільшену тривимірну модель механізму. Вона відтворила таку саму кінематику, як і біологічне жало. Надалі автори планують дослідити властивості матеріалу клапанів, роль їхньої еластичності та можливий вплив капілярної дії. Науковці також вважають, що цей принцип може бути корисним для створення штучних насосів і мікрофлюїдних пристроїв.