Новое исследование показало, что пустынная саранча Schistocerca gregaria способна самозатачивать свои челюсти. Ученые обнаружили, что экзоскелеты саранчи накапливают высокую концентрацию цинка в мандибулах, делая прочнее свой ротовой аппарат по отношению к кутикуле окружающих растений.
Экзоскелет саранчи состоит из хитина – волокнистого материала, не похожего на целлюлозу растений, характерного как для насекомых, так и для морских обитателей, например, ракообразных.
Свойства хитина в организме животного зависят от его назначения. В одних частях тела он должен быть гибким, например, вокруг челюстей, которые должны открываться и закрываться, а в других – обладать прочностью.
Исследователи изучили, как закаленные цинком части мандибул саранчи затачиваются в процессе использования. Челюсти саранчи похожи на человеческие: одна из них слегка перекрывает другую. По мере того как две половинки сдвигаются относительно друг друга, закаленные края затачиваются.
Ученые с помощью синхротрона обнаружили ярко выраженную «цинковую кромку» вдоль мандибул. Построив трехмерную модель челюстей саранчи, было показано, как твердые передние края мандибул саранчи срезают более мягкий хитин, не стачивая острый край. Чтобы режущие кромки оставались острыми как можно дольше, необходимо их трение. Таким образом, каждый раз, когда челюсти что-то срезают, они также затачивают себя.
Но износ неизбежен; несмотря на этот «очень умный механизм», кромка изнашивается, и саранча сбрасывает свой экзоскелет, отращивая внешнюю хитиновую оболочку и твердые, обогащенные цинком челюсти.
Таким образом, насекомое, обладающее механизмом самозатачивания, имеет преимущество перед другими. Но то, как цинк попадает в мандибулы и как саранча потребляет его в достаточном количестве, остается открытым вопросом для дальнейших исследований.
Изучение биологии насекомых является важной составляющей при поиске и разработке методов борьбы с карантинными видами. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») разрабатывают методы диагностики вредных видов насекомых, а также методы борьбы и обеззараживания продукции. Данные разработки необходимы для получения и сохранения высококачественного урожая сельскохозяйственных культур.
Источник: Ulrike G. K. Wegst et al, Desert locusts (Schistocerca gregaria ) feed with self-sharpening, scissor-like mandibles, Interface Focus (2024). URL: https:doi.org/10.1098/rsfs.2023.0069