Исследователи полагают, что столь необычный способ справлять нужду помогает стекляннокрылым снайперам сохранять энергию, которой у них и так немного.
Природа полна сюрпризов и один из них вы вполне можете встретить на своем заднем дворе, как это случилось с биомолекулярным инженером из Технологического института Джорджии в США Саадом Бхамлой. Именно встреча со снайпером со стеклянными крыльями на собственном заднем дворе вдохновила его на проведение данного исследования, пишет Science Alert.
Крошечный стрелок со стеклянными крыльями (Homalodisca vitripennis) обладает крохотным 12-миллиметровым телом, однако это некоем образом не мешает ему обладать «самой быстрой доставкой отходов» в мире — исследователи выяснили, что эти крохотные создания способны катапультировать капли собственной мочи со скоростью около 30 сантиметров в секунду.
В данном исследовании ученые использовали сразу несколько методов — применили компьютерное моделирование, а также провели ряд физических экспериментов. Теперь исследователи считают, что способ, которым снайперы мочатся, помогает им экономить то крохотное количество энергии, которое они получают из скудных питательными веществами растительных жидкостей, которыми они питаются.
Известно, что снайперы выделяют крошечные капли мочи из своих задних конечностей, а затем стреляют ими с невероятной скоростью при помощи придатка стилуса, который, по сути, действует как катапульта.
По словам Бхамла, они с коллегами задумались над тем, что науке слишком мало известно о жидкостной динамике экскреции, и то при том, что она оказывает влияние на морфологию, энергетику и поведение животных. В своем исследовании ученые сосредоточились на изучении процесса мочеиспускания снайпера со стеклянными крыльями — исследователям не терпелось узнать какие инженерные или физические инновации использует это крохотное существо.
В ходе исследования ученые использовали высокоскоростные камеры, а также микроскопы, чтобы внимательно изучить процесс мочеиспускания в стиле катапульты. Они обнаружили, что стилус снайпера, по сути, действует как флипеппер на автомате для игры в пинбол, ускоряя капли мочи до такой скорости, что они становятся в 10 раз быстрее топовых спортивных авто.
Далее исследователи сравнили скорость самого стилуса и капель мочи и обнаружили признаки сверхдвижения. Эксперименты показывают, что капли способны двигаться со скоростью, которая в 1,4 раза превышает скорость самого стилуса, что подразумевает дополнительный источник силы.
Ученые пристальнее изучили процесс и обнаружили, что стилус сжимает капли жидкости перед высвобождением, накапливая таким образом энергию в поверхностном натяжении и эластичности между молекулами капель. Фактически точно рассчитанный по времени запуск может отправить каплю мочи в полет на суперскорости.
По словам соавтора исследования Элио Чаллита, они с коллегами поняли сам процесс, однако загадкой все еще оставалось то, как снайперам удалось эволюционировать таким образом, а главное почему. Ученые проанализировали морфологию насекомых и пришли к выводу, что снайпер развил свой «метод катапульты» для сохранения энергии — он позволяет выделять большее количество жидкости при относительно минимальной затрате энергии на процесс.
Отметим, что снайперы питаются ксилемным соком, который, по сути, на 95% состоит из воды и содержит крайне мало питательных веществ. В результате насекомым необходимо поглотить в 300 раз больше массы собственного тела ксилемного сока ежедневно, чтобы получить достаточное для выживание количество энергии.
Кроме того, исследователи полагают, что снайперы раскидывают свою мочу на огромные расстояния, чтобы сбить хищников со следа и избежать обнаружения.
