Мравките (листо-секачки) се познати за нивните херкулеански подвизи: тие собираат зеленило и носат непопустливи парчиња, како зелени знамиња многу пати поголема од нивната големина, на долги растојанија до нивните колонии. Таму ги џвакаат лисјата за да ги хранат фармите со подземни габи. На патот, овие храбри инсектите се судираат со секаков вид предатори – и редовно се борат со други мравки.
Но, овие инсекти се дури и поцврсти отколку што се сметаше порано.
Една нова студија покажува дека еден вид мравка од секачи на лисја од Централна Америка има природен оклоп што го покрива неговиот егзоскелет. Оваа обвивка налик на штит е изработена од калцит со високо ниво на магнезиум, тип кој се наоѓа само во друга биолошка структура: заби од морски еж, кои можат да мелат варовник.
Коските и забите на многу животни содржат калциферни минерали, а раковите, како што се ракови и јастози, имаат минерализирани лушпи и други делови од телото. Но, пред ова откритие, не беше пронајден никаков вид калцит кај ниту еден возрасен инсект.
Кај мравките листо-секачи, овој слој е направен од илјадници мали кристали слични на плочи кои го зацврстуваат нивниот егзоскелет. Овој „оклоп“ спречува инсектите да ги загубат екстремитетите во битките со другите мравки и да спречи габични инфекции, според еден труд објавен на 24 ноември во списанието „Nature Communications“.
Откритието е особено изненадувачки затоа што мравките се добро познати. „Постојат илјадници трудови за овој тип на мравки“, вели ко-авторот на студијата Камерон Кари, еволутивен биолог на Универзитетот во Висконсин-Медисон.
„Бевме навистина возбудени кога го пронајдовме [ова] во еден од најпознатите добро проучени инсекти во природата“, вели тој.
Иако овој труд разгледуваше само еден вид, Acromyrmex echinatior, Кари и колегите се сомневаат дека и други сродни мравки имаат ваков био-минерал.
Мравки замотани во карпа
Долго време пред да еволуираат луѓето или нивните непосредни предци, пред околу 60 милиони години, мравките за сечење лисја ја измислиле својата форма на земјоделство. Овие подземни фарми за габи се резултат на симбиотска врска што обезбедува храна за ларвите на мравките и заштита на габите, а секој вид мравки има свои видови габи.
Некои од скоро 50 видови мравки за сечење на лисја, вклучувајќи ја и мравката во студијата, исто така имаат и симбиотска бактерија за да не се заразат нивните градини од други штетни габи. Овој микроб ги обложува младите работници; како што шетаат низ нивните градини со габи, бактериите лачат хемикалии кои ги убиваат инвазивните габи.
Поранешен постдокторски истражувач во лабораторијата на Кари, Хонгџи Ли – сега истражувач на универзитетот Нингбо во Кина – започна да ги проучува овие бактерии и наскоро се заинтригира од чудни, ситни кристали што го покриваат егзо-скелетот на мравките. Тој ги убеди геолозите да му помогнат да го проучува материјалот сличен на минерал, користејќи неколку видови техники за сликање, вклучително и електронска микроскопија, за да го карактеризираат составот.
Кога Ли ги доби резултатите едно есенско утро во 2018 година, покажувајќи дека мравките се прекриени со еден вид био-минерал, кој претходно не бил забележан кај ниту еден инсект, тој бил екстатичен.
„Имаше карпа на мравките“, вели Ли. „Најдов карпести мравки!“
Ли вели дека оклопот на мравката е многу сличен по составот со минералот доломит, освен што е малку потежок. Како и сите инсекти, мравките имаат егзо-скелети направени од хитин, што е цврст и флексибилен. За да видат дали овој дополнителен слој на био-минерал делува како дополнителен оклоп, Ли и колегите прво подигнале мравки во лабораторијата со и без био-минерален слој. (Ако мравките се одделени од нивната колонија како кутриња и се одгледуваат во одредени услови, тие не развиваат облога.) Потоа тие направија неколку тестови.
Војни со мравки
Едно од овие експерименти вклучуваше сплетување на овие мравки против малку поголеми, но тесно поврзани видови во „војните со мравки“, вели Ли. Во текот на една час битка, „карпестите мравките“ изгубија три пати помалку делови од телото отколку оние без минерален премаз.
Следно, истражувачите ги изложиле инсектите на патогена габа, која може да зарази мравки и е поврзана со габични видови кои предизвикуваат однесување „слично на зомби“. По шест дена, сите мравки без минерали умреа. Но, само половина од нивните блиндирани роднини потклекнаа.
Уште еден експеримент покажа дека егзо-скелетите на овие мравки се повеќе од двојно поцврсти кога содржат биоминерали отколку кога не.
Минералниот слој исто така се шири со стареењето на мравките. Младите мравки се склони кон градините со габи и не се соочуваат со висок ризик од напад од други мравки или предатори, и имаат малку потреба за тоа. Додека почнат да се хранат во светот надвор од градините со габи, тие имаат подебел слој отколку што имале како млади, вели Ли.
Ендру Суарез, ентомолог од Универзитетот во Илиноис, вели дека е особено возбудливо да се види овој вид минерал во егзо-скелетот, со оглед на тоа што слични минерали претходно биле пронајдени во повеќе изолирани, специјализирани структури, како што се забите.
„Ова би било како вашето тело да биде покриено со [ситни кристали] емајл“, вели Суарез, кој не бил вклучен во студијата.
„Уживав во овој труд, бидејќи документира нешто ново – био-минерализирани скелети на инсекти“, вели Ендру Кнол, експерт за био-минерали на Универзитетот Харвард.
„Голем број на членконоги прават егзоскелети на калциум јаглерод, вклучувајќи … ракови и јастози и изумрени трилобити, но проширувањето на ова на целосно копнени инсекти е навистина интересно“,
Неоткриени оклопи
Научниците исто така велат дека овие видови на био-минерални кристали може да имаат примена во производството во иднина, како на пример во облоги или нано кристали кои додаваат цврстина или спречуваат корозија во разни материјали.
Засега, велат научниците, поентата е да се разбере улогата што овие минерали ја играат во самите мравки – и да видиме дали има и други сè уште неоткриени оклопи и био-минерали.
Веројатно има, вели Кари. „Ако не знаете за био-минералот кај овој вид, што вели ова за 99,9 % од инсектите за кои има малку или воопшто нема истражувања?“
