Учёные выяснили, как медоносные пчёлы «телескопируют» брюшко
Новое исследование, опубликованное в Journal of Insect Science, раскрывает механизм, позволяющий пчёлам изгибать брюшко.
В 2015 году команда из Университета Цинхуа в Пекине с помощью высокоскоростной камеры наблюдала, как пчёлы скручивают брюшко в полёте и в состоянии покоя. Было подтверждено, что пчёлы могут менять форму брюшка, но только в одном направлении — вниз, к нижней стороне тела.
Теперь та же команда идентифицировала механизм этого движения. Специализированные мембраны, соединяющие сегменты брюшка пчелы, толще в верхней части, чем в нижней, что позволяет изгибаться только в одном направлении.
Брюшко медоносной пчелы состоит из до девяти перекрывающихся сегментов, похожих на маленькие бронированные пластины. Их соединяет тонкий гибкий слой клеток — складчатая межсегментная мембрана (FIM). Она не только крепит сегменты друг к другу, но и позволяет каждому концентрическому сегменту «въезжать» в соседний. Авторы называют это движение «телескопированием».
«Наше исследование ультраструктуры FIM имеет большое значение для раскрытия механизма изгиба и сгибания брюшка медоносной пчелы, — сказал профессор Шаозе Янь, соавтор работы. — Во время питания нектаром брюшко пчелы совершает высокочастотные дыхательные движения и помогает сосательному поведению ротового аппарата, повышая эффективность потребления».
В эксперименте исследователи изучали пчёл-сборщиц, используя ту же комбинацию высокоскоростной видеосъёмки и сканирующей электронной микроскопии, что и в 2015 году. Они записывали движения брюшка живых пчёл и внутреннюю структуру препарированных брюшек. Видео полёта снимали со скоростью 500 кадров в секунду, а препарированные брюшки визуализировали в виде тонких срезов.
Микроскопия показала, что мембраны вдоль верхней части брюшка в два раза толще, чем в нижней. Эта асимметрия позволяет сегментам удлиняться сверху и сокращаться снизу, что приводит к наблюдаемому одностороннему скручиванию.
Авторы статьи предполагают, что эта конструкция может быть интересна инженерам для исследований, возможно, в области авиастроения или других приложений.