日學者從分子層面揭示蜜蜂高速振翅奧秘
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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。日本學者近日從分子層面揭示了蜜蜂等能如此高速振翅的奧秘?！ ∪毡靖咻x度光科學研究中心研究員巖本裕之等人在《英國皇家學會學報》網(wǎng)絡版上發(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，用大型放射設施“SPring8”的X射線照射這些纖維并加以分析。 結果發(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某些需要而獨立進化的分支，具體情況尚待更深入的研究。
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，用大型放射設施“SPring8”的X射線照射這些纖維并加以分析。 結果發(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某些需要而獨立進化的分支，具體情況尚待更深入的研究。