Кал, моча и рвота: раскрыта природа прекрасных творений новозеландских светлячков
Фауна Австралии и Новой Зеландии не перестаёт удивлять биологов. Новое исследование, проведённое новозеландскими учёными совместно с коллегами из Венского университета, помогло сделать удивительное открытие, касающееся так называемых грибных комариков.
Большую часть жизни (от 6 до 12 месяцев, в зависимости от доступности пищи) эти насекомые проводят в личиночной фазе. Они известны также как новозеландские светлячки – редкий вид Arachnocampa luminosa обитает только в пещерах и гротах этих островов. В частности, главная достопримечательность Северного острова Новой Зеландии и любимое место для туристов – это пещеры Вайтомо, которые привлекают людей со всего мира именно своими мерцающими сводами.
Учёным было известно, что личинки грибных комариков плетут гнёзда из шёлка на потолке пещер, а затем свешивают вниз нити с капельками липкой жидкости и подсвечивают их собственным телом, привлекая мелких насекомых. Однако природа этих необычных паутинок ранее не была изучена.
Как оказалось, она отнюдь не так прекрасна, как внешний вид: новозеландские светлячки плетут нити длиной от нескольких сантиметров до полуметра из собственных фекалий и воды, а липкость им придают с помощью своей же концентрированной мочи (она играет роль клейковины). Более того, в создании светящихся нитей участвует и рвота: личинки постоянно пожирают свои выделения, а затем извергают их обратно.
Мягкое сине-зелёное свечение напоминает мерцание звёзд и приманивает многих насекомых, которые стремятся подняться как можно выше и в итоге прилипают к клейким нитям. Когда жертва поймана, светлячок оттаскивает её к своему гнезду – для этого он ртом захватывает паутинку и обматывает ею жертву, как катушку ниткой.
Когда жертва съедена (вместе с той самой нитью), личинка перерабатывает питательные вещества, выделяет не нужное и вновь смазывает нить-ловушку – такое вот "безотходное производство".
Янек фон Бирн (Janek Von Byern) и его коллеги энтомологи собрали около тысячи шёлковых нитей и, заморозив их в жидком азоте, доставили в лабораторию, чтобы узнать больше о жизни светлячков.
Оказалось, что липкие паутинки сохраняют свои свойства только в условиях повышенной влажности (в пещерах и гротах как раз протекает множество ручьёв и подземных рек). На свежем воздухе гигроскопические (то есть поглощающие влагу) нити быстро высыхают, однако если вернуть их во влажную среду, вещества в них вновь становятся активными.
Электронная микроскопия и рентгеновская спектроскопия показали, что продукты метаболизма насекомых (в том числе мочевина, гигроскопические соли, белки и липиды) составляют лишь 1% от общего "наполнения" нитей, а остальные 99% — это вода. Когда окружающий воздух имеет достаточную влажность, кристаллы мочевины смешиваются с водой и образуют клей.
По словам исследователей, это первый известный случай, когда мочевина становится частью биоадгезива (природного скрепляющего материала). Как правило, в роли клейковины у большинства насекомых выступают белки и сахара.
Впрочем, сам факт использования мочевины как основы клейкого вещества – не новшество: в производстве (например, при изготовлении фанеры) люди давно применяют мочевину для повышения адгезии. Однако уникальное вещество, обнаруженное в текущем исследовании, может стать основой для создания новых видов клея и липких материалов.
Ещё один интересный факт: в отличие от пауков, которые секретируют паутину из желёз на брюшке, светлячки используют для этого рот. Как нить покрывается мочевиной, которая вырабатывается с противоположной стороны тельца насекомого, пока остаётся загадкой.
Кстати, ранее предполагалась, что клейкие капли могут содержать щавелевую кислоту, которая отравляет жертв, однако подтверждений этой гипотезе анализы не выявили.
Полный текст необычного исследования энтомологов и спелеологов опубликован в издании PLoS One.
Напомним, что ранее учёные нашли применение моче космонавтов: они предложили перерабатывать её в топливо и питьевую воду.
