КАЛЬЦІЄВИЙ ЗАХИСТ ВІД "РЕЙДЕРІВ" І ХВОРОБ

КАЛЬЦІЄВИЙ ЗАХИСТ ВІД "РЕЙДЕРІВ" І ХВОРОБ

Автор: Антоненко Андрій

Зображення взято з Antwiki.org

Біологи з'ясували, що тіло мексиканських мурах-листорізів виду Acromyrmex echinatior покрите не лише хітином, а й унікальною біомінерального бронею з кальцію і магнію. Нічого схожого у комах раніше не знаходили. Статтю з описом унікального панцира опублікував науковий журнал Nature Communications.

"Захисні структури на основі мінералів кальцію трапляються у найрізноманітніших живих істот, проте у комах ми ніколи раніше не спостерігалили подібної броні. Ми виявили, що тіло мурах-листорізів Acromyrmex echinatior захищене біомінеральним панциром з кальциту. У міру їх дорослішання він стає все товщим і товщим ", - пишуть вчені.

Палеонтологічні знахідки показують, що перші панцири з'явилися приблизно 550 млн. років тому, практично відразу після початку кембрійської ери, коли виникли предки усіх сучасних багатоклітинних живих істот. Особливо широко була поширена броня на основі кальциту та інших форм карбонату кальцію, яка вкривала молюсків, коралових поліпів, морських їжаків та інших безхребетних.

Комахи у цьому відношенні не схожі на інших безхребетних, оскільки їхній панцир зазвичай складається не з біомінералів, а з біополімеру хітину. Багато еволюціоністів вважають, що поява хітину і екзоскелетів на його основі зробило революцію в тваринному світі: саме завдяки цьому предки сучасних комах почали активно переміщатися, залишаючись при цьому захищеними.

Американські біологи під керівництвом професора університету Вісконсіна в Медісоні (США) Кемерона Каррі відкрили перший виняток з цього правила. У ході свого дослідження вони спостерігали за життям мурах-листорізів, які мешкають у тропічних регіонах Нового Світу. Ці комахи живуть у гігантських колоніях, по кілька сотень тисяч особин. Деякі робочі особини постійно доглядають за грибними "садами" мурашника і зростаючими личинками, інші збирають листя і захищають колонію. Значна частина видів мурах-листорізів влаштовують періодичні набіги на сусідні мурашники, поїдаючи їх урожай і викрадаючи личинок, щоб згодом перетворити їх на рабів.

Спостерігаючи за життям листорізів, проф. Каррі з колегами помітили, що багато комах вкриті незвичайним білим нальотом, рівномірно розподіленим по поверхні тіла. Припустивши, що це якась грибкова інфекція, біологи спіймали кількох особин мурах і детально вивчили структуру і склад цього нальоту.

Просвітивши його рентгенівським випромінюванням, біологи виявили, що це зовсім не грибкова інфекція, а біомінеральна броня. Вона складається з кристалів кальциту, які особливим чином розподілені по поверхні хітинової оболонки. Біологи вирішили детально вивчити властивості цього панцира, намагаючись зрозуміти, навіщо він потрібен і як формується.

Виявилося, що матеріал для панцира безперервно виробляють клітини хітинової оболонки: вони виділяють на поверхню хітину сполуки магнію і кальцію. Цікаво, що процес формування кристалів і всього панцира в цілому починається тільки після того, як молоді мурашки досягають своїх остаточних розмірів.

Подальші спостереження показали, що ці кристали захищають мурах не тільки від атак більших мурах - "рейдерів" виду Atta cephalotes, але і різко зменшують ймовірність зараження різними формами грибкових інфекцій. Виявилося, що незважаючи на невелику товщину, кальцієвий панцир підвищує міцність екзоскелету мурашки приблизно у два рази. Грибкові інфекції просто не можуть пробитися через нього і досягти хітину, який їх клітини можуть розчиняти.

Вчені припускають, що схожа захисна оболонка є у багатьох інших видів мурах-листорізів. Дослідники сподіваються, що подальше вивчення подібної броні допоможе зрозуміти, як мурахи отримали подібний панцир і коли це сталося.