bild

bild: både arbetare och drottningar (större och med vingar) visas i bilden. Visa mer

kredit: Philip Gronski

myror är en av de mest framgångsrika grupperna av djur på planeten, som upptar var som helst från tempererad jord till tropiska regnskogar, ökendyner och köksbänkar. De är sociala insekter och deras team-arbetsförmåga har sedan länge identifierats som en av de viktigaste faktorerna som leder till deras framgång. Myror kan berömt lyfta eller dra föremål många gånger sin egen vikt och transportera dessa föremål tillbaka till sin koloni. Men med tidigare forskning som har fokuserat på de sociala aspekterna av en myrkoloni har man tittat på en enskild Myra något försummat. nu har forskare vid Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) och Sorbonne University i Paris undersökt varför enskilda arbetarmyror är så starka genom att ta röntgenbilder och skapa 3D-modeller av deras bröstkorg – den centrala enheten i deras kroppar – för att analysera deras muskler och inre skelett. Deras studie, publicerad i Frontiers in Zoology, undersöker hypotesen att förlust av flygning i arbetarmyror är direkt kopplad till utvecklingen av större styrka.

”arbetarmyror utvecklades från flygande insekter”, säger Professor Evan Economo, som leder OISTS biologiska mångfald och Biokomplexitetsenhet. ”Vi har alltid antagit att förlorande flyg hjälpte till att optimera sina kroppar för att arbeta på marken, men vi har mycket att lära oss om hur detta uppnås.”att kunna flyga kan vara en vanlig dröm bland människor, men flygets verklighet är att det sätter starka begränsningar på att bygga en kropp. I flygande insekter upptar vingmusklerna en stor del av bröstkorgen – ibland mer än 50%. Detta innebär att andra muskler, som används för att stödja och flytta huvudet, benen och buken, begränsas och pressas upp mot exoskelettet.

men när flygbegränsningarna har tagits bort är allt utrymme i bröstkorgen öppet, vilket forskarna antog skulle tillåta de återstående musklerna att expandera och omorganisera.

tidigare forskning inom detta område hade fokuserat på myrans yttre struktur, men med den teknik som finns tillgänglig på OIST kunde forskarna få en mycket detaljerad bild av vad som hände inuti bröstkorgen. Syftet var att analysera de allmänna egenskaperna som är gemensamma för alla myror, snarare än att fokusera på specialiseringen av vissa arter. För att göra detta gjorde forskarna en detaljerad analys av två avlägset besläktade myrarter, inklusive både de vinglösa arbetarna och de flygande drottningarna, och bekräftade deras resultat över ett bredare urval av arter.de använde avancerad röntgenteknik för att skanna den interna och externa anatomin, som CT-skanningar som används på ett sjukhus, men med mycket högre upplösning. Från dessa skanningar kartlade forskarna alla olika muskler och modellerade dem i 3D. Resultatet var en omfattande bild av insidan av bröstkorgen. De jämförde sedan fynd från dessa två arter till en rad andra myror och vinglösa insekter.

som förutsagt fann forskarna att förlust av flygning hade tillåtit tydlig omorganisation av bröstkorgen. ”Inom arbetarmyrans bröstkorg är allt integrerat vackert i ett litet utrymme”, säger den sena Dr.Christian Peeters, huvudförfattare till detta papper, som var forskningsprofessor vid Sorbonne University. ”De tre muskelgrupperna har alla expanderat i volym, vilket ger arbetarmyrorna mer styrka och kraft. Det har också skett en förändring i geometrin i nackmusklerna, som stöder och rör huvudet. Och den inre fästningen av muskler har modifierats.”

intressant, när man tittade på vinglösa getingar, fann forskarna att dessa insekter hade svarat på flygförlusten på ett helt annat sätt. Vinglösa getingar är ensamma och konsumerar mat som de hittar den. Å andra sidan är myror en del av en koloni. De jagar eller rensar efter mat som sedan måste transporteras tillbaka till boet för drottningen och yngre boskamrater, så det är vettigt att det fanns ett urvalstryck för att främja bärförmåga.

myror har studerats i århundraden när det gäller deras beteende, ekologi och genetik, men forskarna betonade att denna historia om styrka hittills har blivit något förbisedd. Nästa steg är att utveckla mer detaljerade biomekaniska modeller av hur olika muskelgrupper fungerar, göra liknande forskning på underkäken och benen och utforska mångfalden mellan myrarter.

”Vi är intresserade av vad som gör en myra till en myra och förstår de viktigaste innovationerna bakom deras framgång” förklarade Professor Economo. ”Vi vet att en faktor är den sociala strukturen, men denna individuella styrka är en annan viktig faktor.”tillsammans med Professor Economo och Dr. Peeters inkluderade forskargruppen Dr. Roberto A. Keller från University of Lisbon och OIST, Adam Khalife från Sorbonne University och OIST, Dr.Georg Fischer och Mr. Julian Katzke från OIST och Dr. Alexander Blanke från University of Cologne.

se en animation om detta arbete här: https://vimeo.com/466442164.

dr. Christian Peeters

dr. Christian Peeters gick bort i början av September 2020, strax innan detta dokument publicerades. I sin vetenskapliga karriär, som sträckte sig över trettiofem år och tog honom runt om i världen, Dr.Peeters forskat sociala insekt samhällen med fokus på utvecklingen av ant reproduktiva beteenden, kolonistrategier, och morfologiska anpassningar. Förutom att publicera en lång lista med vetenskapliga artiklar, Dr. Peeters skapade regelbundet videor, gav samtal och bidrog till online-resurser för att göra sin forskning tillgänglig för en icke-vetenskaplig publik. OIST erkänner Dr. Peeters betydande bidrag till vetenskapen, hans passion för entomologi och det arbete han gjorde i samarbete med enheten för biologisk mångfald och Biokomplexitet.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.