保持水分甲虫如何使用他们的屁股吗

甲虫是冠军在极端干旱的生存环境。在某种程度上,这个属性是由于他们从空气中吸收水的能力与他们的屁股。一个新的协作研究来自哥本哈根大学和爱丁堡大学的是如何解释道。除了帮助解释甲虫其他一些动物可以生存的环境中茁壮成长,知识可能最终被用于更有针对性和微妙的控制全球的害虫如谷物象鼻虫和红色面粉甲虫。

害虫吃在成千上万吨的食物每年在世界各地。发展中国家的粮食安全特别受到动物物种像粮食象鼻虫和赤拟谷盗专业生存在极端干旱的环境中,包括谷仓,几千年来。

在一项新的研究中,哥本哈根大学生物学系的研究人员调查了分子和生理过程潜在的能力甲虫生存一辈子没有喝任何液体水。这一特点的秘密之一是发现在他们的屁股。

事实上,甲虫可以打开他们的直肠内,水从潮湿的空气,将它转换成液体,然后他们可以吸收到他们的身体。这部小说的方法消耗水已经知道一个多世纪以来,在世界各地的科学界,但从来没有完全澄清了直到现在。

“我们已经做了新的阐述分子机制,允许甲虫直肠给药吸收水。昆虫对水平衡的变化十分敏感。因此,这方面的知识可以被用于开发更有针对性的方法应对甲虫物种毁灭我们的粮食生产,不杀死其他动物或伤害人类和自然,“说副教授Kenneth Veland Halberg生物学系,谁领导了这项研究。

极干燥的粪便就足以证明有效的流体萃取

研究人员研究了红色面粉甲虫的内部器官更多地了解他们通过直肠吸收水分的能力。红色面粉甲虫作为所谓的生物模型,这意味着他们提供工具,使他们容易一起工作,他们的生物学发现在其他类似甲虫。

在这里,科学家们发现了一个基因表达了60倍的甲虫的直肠与其他动物相比,他们发现高于其他基因。这使他们一个独特的细胞称为leptophragmata细胞群。仔细检查后,他们可以看到这些细胞扮演着重要的角色当甲虫吸收水通过它的屁股。

“Leptophragmata细胞之间微小的细胞位于像windows甲虫的肾脏和昆虫循环系统,或血液。甲虫的肾脏包围后肠,leptophragmata细胞功能通过向肾脏注入盐能够收获的水湿空气通过他们的直肠内,从这里到他们的身体。我们已经发现的基因是必要的这一过程,解释说:“这对我们来说是新知识Kenneth Veland Halberg。

除了能够的水吸入空气,甲虫也极其有效地从食物中提取液。甚至干颗粒,这可能由1 - 2百分比水,有助于甲虫的液体平衡。

“甲虫可以穿过整个生命周期没有喝液体水。这是因为他们的直肠和修改应用肾脏,这些传感器组合在一起形成一个多器官系统,高度专业化的中提取水从他们所吃的食物和周围的空气。事实上,这种情况我们有效的粪便样本检验完全干燥,没有任何微量的水,”解释了肯尼斯Veland Halberg。

全球粮食产量损失25%

在过去的5亿年里,甲虫已经成功跨越地球。今天,地球上五分之一的动物物种是一种甲虫。不幸的是,甲虫也在害虫产生灾难性的影响我们的食品安全。红色面粉甲虫,谷物象鼻虫,困惑面粉甲虫,马铃薯甲虫和其他类型的甲虫进入每年高达25%的全球粮食供应。

我们使用全球每年大约1000亿美元的杀虫剂保持昆虫的食物。然而,传统的农药伤害其他生物,破坏环境。

因此,根据Kenneth Veland Halberg,重要的是要发展更具体,“环保”杀虫剂,只有目标害虫而更有益的昆虫,如蜜蜂,孤独。这是一个新的和更好的理解甲虫的解剖学和生理学可能成为关键。

“现在我们了解哪些基因,细胞和分子的甲虫时,直肠吸收水。这意味着我们突然有控制如何disrup这些非常高效的流程,例如,开发杀虫剂,目标函数和在这一过程中,杀虫,”肯尼斯说Veland Halberg,他补充道:

“有二十倍的昆虫生物量比这地球上的人类。他们扮演关键角色在大多数食物网对几乎所有的生态系统和人类健康产生巨大影响。所以,我们需要更好地理解它们,”研究人员总结道。

参考:纳西姆太,Beaven R,小山T, et al。NHA1是阳离子/质子转运体的节水型直肠复杂的功能种有害castaneum。PNAS。2023;120 (13):e2217084120。doi:10.1073 / pnas.2217084120

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