Исследователи заманили бы диких москитов в ловушку в лесу, обрамляющем Продвинутый Источник Фотона в Национальной лаборатории Аргонна за пределами Чикаго, тогда по существу морили бы насекомых голодом в течение 48 часов. По окончании обезболивания их с газом азота команда применяла лак для ногтей, дабы приклеить единственного москита к верхней части булавки насекомого, и после этого загрузила ее хобот – что долгие, подобные соломе москиты придатка применяют для питья – в основанное на сахаре питательное ответ. Потому, что голодное насекомое высосало нектар, живые видео рентгена синхротрона захватили запись всего, что случилось сзади ее непрозрачного экзоскелета.Эти упрочнения, изданные в Научных Отчетах, не только, стали причиной открытию нового метода питья у москитов, но они имели возможность кроме этого ответить на фундаментальный вопрос морфологии насекомого: Из-за чего делают некоторых насекомых, каковые выпивают, жидкость имеют два насоса в их головах, тогда как у других имеется лишь один?
«Мы нашли, что эти два насоса в голове москита допускают вторичный ‘метод взрыва’ кормления», сообщил Джейк Соча, адъюнкт-доктор наук в отделе биоинженерии и механики в университете штата и Политехническом институте Вирджиния и ведущем авторе изучения. «Данный метод взрыва включает единственное, большое потребление жидкости, которая есть чем-то, что ни при каких обстоятельствах не наблюдалось прежде. Это возможно дает насекомое с двумя насосами больше вариантов и допускает многомодальное кормление, и функциональную гибкость».Из-за вспышки вируса Зика 2016 новой эпидемии и года желтой лихорадки, на данный момент мчащейся по Бразилии, болезни и москиты, которых они являются носителем, остаются длящимся центром неприятности здравоохранения. Эти новые результаты на методах насекомого и питательных механизмах имели возможность иметь громадные последствия для того, как ученые обращаются к перенесенной москитом передаче заболевания в будущем изучении.
«Москиты не просто неприятность, вместе с тем и угроза здоровью», сообщил Марк Стремлер, преподаватель и соавтор исследования в отделе биоинженерии и механики. «Чем больше мы можем осознать об их надежности и как они выживают, тем лучший шанс мы имеем выяснения способов руководить ими».Не обращая внимания на важность подачи москитов, прошлое изучение не всецело осознало внутреннюю механику совокупности москита с двумя насосами. В приступах обычного питья эти два мускульных насоса трудятся в примере постоянного обоюдного обмена с многократными мелкими ударами, как назад и вперед перемещение мелких глотков на соломе.
Но в сравнительно не так давно найденном методе взрыва, москит берет единственный, большой удар – огромный громадный глоток через солому – на протяжении которого два насоса увеличиваются в широком масштабе до того, что, думается, их большой количество. Данный метод взрыва создаёт громадной, стремительный приток жидкости, но это кроме этого намного более энергично дорогостоящее, чем обычный постоянный метод перекачки.«Метод взрыва формирует это громадное расширение в количестве, создавая скорость потока жидкости, это до 27 раза больше, чем, что мы видим в постоянном насосном методе», сообщил Соча. «Но это сопровождает в 1,000 раза больше энергии. Так, это уклоняется от предмета спора, из-за чего москиты кроме того применяют его по большому счету?»
Дабы изучить тот вопрос, исследователи создали математическую модель жидкой совокупности накачки москита, которая дала им подробное механическое познание того, как это трудится. Они нашли, что метод взрыва разрешает москитам создавать вакуум низкого давления по требованию, что насекомые имели возможность тогда применять, дабы стимулировать преграду – как пузырек воздуха либо небольшая частица, к примеру – через хобот. Временное увеличение потребления количества имело возможность кроме этого употребляться для более стремительного питья, вероятно если бы москит старался избегать обнаружения, но тот сценарий думается менее возможным, по причине того, что взрывы лишь наблюдались эпизодически.
«Модель гидроаэромеханики разрешила нам постулировать новые догадки о том, что данный метод взрыва имел возможность бы сделать вместо того, дабы , что это существует», сообщил Стремлер. «Сейчас у нас имеется параметрическое описание, которое дает основание чтобы сознательно проверить вопросы потенциальной функции. В целом, модель оказывает помощь прямой, и сообщите возможностям того, куда мы идем из этого с изучением».
В дополнение к биомедицинским последствиям перенесенной москитом передачи заболевания исследователи кроме этого предполагают возможность имитации совокупности москита с двумя насосами в микрожидком устройстве, которое имело возможность употребляться, дабы поставить предназначенное медикаментозное лечение в людской теле.«Для этих типов маленьких устройств Вы ни при каких обстоятельствах, быть может, не натыкались на тот функциональный дизайн, в случае если это не что-то, что Вы видите по собственной природе», сообщил Соча. «Эволюция – окончательный умелец».
Со многими остающимися догадками пути для будущего изучения выглядят многообещающими.«В противоположность закрытию нерешенного вопроса это изучение вместо этого открыло дверь в совсем возможности и новый ряд вопросов, что мы кроме того не рассматривали, перед тем как данный метод взрыва наблюдался», сообщил Стремлер.