日學(xué)者從分子層面揭示蜜蜂高速振翅奧秘
蜜蜂、蒼蠅等昆蟲飛行時伴隨著嗡嗡聲,而蜻蜓、蝴蝶等飛舞時則悄無聲息,這是因為它們振翅頻率不同所致。日本學(xué)者近日從分子層面揭示了蜜蜂等能如此高速振翅的奧秘。
日本高輝度光科學(xué)研究中心研究員巖本裕之等人在《英國皇家學(xué)會學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文說,他們通過實驗證實蜜蜂、蒼蠅等能夠高速振動翅膀的關(guān)鍵在于它們翅膀的肌原纖維的蛋白質(zhì)排列相當有規(guī)則。
此前的研究顯示,蜻蜓等從進化角度來說屬于比較原始的昆蟲,它們的神經(jīng)信號每傳遞1次,翅膀肌肉收縮幅度超過10%,翅膀相應(yīng)地振動1次。而蜜蜂、蒼蠅等從進化角度來說屬于比較高等的昆蟲,翅膀肌肉只收縮3%,所以它們的翅膀才能小幅高頻地振動。
此次日本學(xué)者進一步從分子層面找到了這一現(xiàn)象的原因。巖本裕之等人研究了蜜蜂、蝴蝶等50種進化水平不同的昆蟲,把它們的肌原纖維細胞快速冷凍起來,用大型放射設(shè)施“SPring8”的X射線照射這些纖維并加以分析。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),高等昆蟲如蜜蜂、蒼蠅、甲蟲、椿象等,其肌原纖維的蛋白質(zhì)排列非常整齊,纖維斷面呈輪廓清晰的六角形;相比之下,較原始的蜻蜓、蝶類肌原纖維的蛋白質(zhì)排列比較雜亂,從纖維斷面圖像看,呈輪廓模糊的圓形。研究人員認為,蜜蜂等昆蟲肌原纖維的這種規(guī)則性,使它們能夠高速振動翅膀。
但是研究中也發(fā)現(xiàn)了例外:原始的天蛾科以及蜻蜓目束翅亞目的昆蟲,它們的肌原纖維蛋白質(zhì)排列也很規(guī)則。研究人員推測,這些昆蟲可能是為適應(yīng)某些需要而獨立進化的分支,具體情況尚待更深入的研究。
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