Οι συγγενείς των τζιτζίκων, γνωστοί ως «ο μυτερός με γυάλινη πτέρυγα» είναι ένα έντομο που μπορεί να εκτοξεύει σταγονίδια από τα ούρα του με εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες. Πρόκειται για το πρώτο γνωστό παράδειγμα «υπερπροώθησης» στη φύση, διαπιστώνει μια νέα μελέτη.
Αυτό το φαινόμενο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα βοηθά τα έντομα να εξοικονομούν ενέργεια κατά την ούρηση τους. Μάλιστα σύμφωνα με τους επιστήμονες η διαδικασία αυτή μπορεί να εμπνεύσει τους σχεδιαστές συσκευών για κατασκευάσουν καλύτερες συσκευές αυτοκαθαρισμού.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν συγγενείς των τζιτζίκων γνωστών ως «ο μυτερός με γυάλινη πτέρυγα» (Homalodisca vitripennis). Αυτά τα έντομα, τα οποία έχουν μήκος περίπου 1,2 εκατοστά, τρέφονται με χυμό από ξυλόμυλο.
Η διατροφή του «μυτερού με γυάλινη πτέρυγα» είναι κατά 95% νερό και φτωχή σε θρεπτικά συστατικά. Έτσι, τα ζωύφια πίνουν συνεχώς χυμό ξυλώματος για να τραφούν αρκετά και ουρούν έως και 300 φορές το σωματικό τους βάρος την ημέρα. (Οι άνθρωποι ουρούμε περίπου το ένα σαρακοστό του σωματικού μας βάρους την ημέρα.)
Αν και πολλά είναι γνωστά για τη μηχανική της διατροφής, πολλά παραμένουν άγνωστα σχετικά με τη φυσική της απέκκρισης*, σημείωσαν οι ερευνητές.
Επικεντρώθηκαν στα Homalodisca vitripennis για να δουν αν τα μικρά τους σώματα εξέλιξαν «έξυπνες καινοτομίες» για να αντιμετωπίσουν τη διαρκή ούρηση.
«Είδα αυτά τα έντομα να ουρούν μια φορά και ερωτεύτηκα», είπε στο Live Science ο συγγραφέας της μελέτης Σάαντ Μπάμλα, βιοφυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια στην Ατλάντα.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν βίντεο υψηλής ταχύτητας και μικροσκόπιο για να αναλύσουν τη δομή στο άκρο της ουράς του εντόμου, την οποία ονόμασαν «πρωκτική γραφίδα», ή όπως την ονόμασε ο Μπάμλα, «τρεμοπαίζων πισινός».
Όταν το ζωύφιο είναι έτοιμο να ουρήσει, η «πρωκτική γραφίδα» κάμπτεται προς τα κάτω. Όταν η σταγόνα μεγαλώσει, η «πρωκτική γραφίδα» κάμπτεται ακόμη περισσότερο προς τα κάτω και στη συνέχεια, όπως τα φλίπερ, εκτοξεύει τη σταγόνα, επιταχύνοντας περισσότερα από 40 g’s - 10 φορές μεγαλύτερη από τα ταχύτερα σπορ αυτοκίνητα.
«Συχνά παραβλέπουμε την απέκκριση επειδή είναι ταμπού, αλλά είναι μια κρίσιμη βιολογική λειτουργία παρόμοια με τη σίτιση που έχει σημαντικές ενεργειακές, οικολογικές και εξελικτικές επιπτώσεις», είπε ο συγγραφέας της μελέτης Ελιό Χασίλτα, βιοφυσικός στο Georgia Institute of Τεχνολογία, στο Live Science.
«Αυτό που ξεκίνησε ως μια περίεργη παρατήρηση ενός ασυνήθιστου μηχανισμού ούρησης αποκάλυψε το πρώτο παράδειγμα υπερπροώθησης σε έναν βιολογικό οργανισμό».
Για να δουν γιατί «ο μυτερός με γυάλινη πτέρυγα» εκτόξευε σταγονίδια ούρησης αντί να ουρούν κανονικά, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μικρο-CT σαρώσεις για να αναλύσουν την ανατομία των ζωυφίων και να λάβουν μετρήσεις από το εσωτερικό των εντόμων.
Αυτό βοήθησε την ομάδα να υπολογίσει την πίεση και την ενέργεια που χρειάζονταν τα έντομα για να ουρήσουν, αποκαλύπτοντας ότι η υπερπροώθηση απαιτούσε τέσσερις έως οκτώ φορές λιγότερη ενέργεια από ό,τι οι πίδακες.
Αυτά τα ευρήματα μπορεί να βοηθήσουν τους μηχανικούς να κατασκευάσουν συσκευές που μπορούν να καθαριστούν με λιγότερη ενέργεια.
Οι επιστήμονες περιέγραψαν λεπτομερώς τα ευρήματά τους στο περιοδικό Nature Communications.
……………..
* Απέκκριση είναι η διαδικασία με την οποία τα απόβλητα προϊόντα του μεταβολισμού και άλλα μη χρήσιμα υλικά αποβάλλονται από έναν οργανισμό. Στα σπονδυλωτά πραγματοποιείται κυρίως από τα νεφρά τους πνεύμονες και το δέρμα.