Насекомые не любят океан.
Это не просто предпочтение. Это биология. Доминирующая теория на протяжении веков была простой: водяное давление их уничтожает. На большой глубине давление заполняет их крошечные дыхательные трубки жидкостью. Они схлопываются. Игра окончена.
Помимо случаев с личинками Chaoborus edulis.
Эти комарики, известные в Восточной Африке как озерные мухи, не обращают внимания на законы физики. Миллиарды из них живут в озере Малави. Они ныряют. Глубоко.
Световой день они проводят на глубине более 200 метров (656 футов) под поверхностью. Ночью они всплывают, чтобы поесть. Затем снова опускаются вниз.
Это противоречит старым правилам.
Почему насекомые не живут в глубоководном океане?
Раньше мы считали, что давление является непреодолимым барьером. Логика была неопровержимой: воздушные мешки сжимаются, легкие отказывают, происходит имплозия.
Но Филип Мэтьюс из Университета Британской Колумбии решил рассмотреть этот вопрос подробнее.
«Газ внутри воздушного мешка не находится под давлением… Это поставило вопрос: как глубоко могут погружаться эти насекомые, прежде чем их выделения не смогут расширяться против внешнего давления?»
Мэтьюс и его команда хотели узнать предел прочности. Они отслеживали личинок в озере Малави с помощью сонара. Они наблюдали, как они ныряют. Затем они поместили их в барокамеры.
И начали увеличивать давление.
Как личинки комаров-звонцов контролируют плавучесть
Секрет кроется не в мышцах, а в химии.
Внутри личинок комаров Chaoborus находятся две пары воздушных мешков. Это не жесткие оболочки. Они гибкие. Стены покрыты веществом под названием резелин.
Резелин кажется пассивным материалом. Его часто называют «каучуком» в мире насекомых. Гибкий. Прочный. Но здесь он работает активно.
Личинки меняют уровень pH стен мешков. Кислая среда? Щелочная? Это изменяет объем. Мешок надувается или сжимается. Это особая «химико-механическая» система.
Представьте это как биологические мехи.
«Регулируя pH стен воздушных мешков, они заставляют их расширяться», — рассказывает Мэтьюс журналу Popular Science.
Это позволяет личинкам контролировать свою плавучесть. Они то тонут, то всплывают. Плавники не нужны.
Способны ли воздушные мешки насекомых выдерживать глубокое давление?
Здесь цифры становятся странными.
Личинки регулярно ныряют на глубину 200 метров. Но каков их предел?
Исследователи проверили это. Они subjected их давлению, эквивалентному глубине более 400 метров (1213 футов).
Они не погибли.
Воздушные мешки устояли. Резелин не дал сбою. Личинки выдержали давление, гораздо большее, чем требуется для их повседневной жизни.
Это меняет всё.
Какие факторы не допускают насекомых в открытые воды?
Если проблема не в давлении, то в чем же она?
Исследование предполагает, что старое оправдание недействительно. Насекомые могут выдерживать сжатие. Их тела к этому приспособлены.
Так почему же комариков нет в Атлантике?
Ответ может быть иным. Солёность? Еда? Хищники? Пока неизвестно. Но физический барьер устранен.
Однако здесь есть еще один аспект.
Эван Маккензи, аспирант и соавтор исследования, видит нечто совершенно иное. Он видит не просто жучка, а инженерный шедевр.
«Резелин… генерирует собственную силу… изменяя форму и объем», — говорит Маккензи.
Речь идет не только о жучках. Речь идет о материалах.
Ученые теперь могут рассматривать резелин как динамическое вещество. То, которое меняется под воздействием химических реакций. Программируемая мягкая робототехника. Медицинские устройства. Датчики.
Насекомое выживает на глубине. Материал может выдержать испытания на наших производственных линиях.
Мы думали, что знаем, почему насекомые избегают океана. Мы ошибались. Или, по крайней мере, упускали главную суть. Давление не убивает их.
Оно делает их гибкими.
