Creveții Mantis încep să-și exerseze pumnul la doar 9 zile

Cele mai rapide lovituri din regnul animal aparțin probabil creveților mantis – și aceștia pot începe să declanșeze aceste atacuri la puțin mai mult de o săptămână după ecloziune, când tocmai au început să vâneze prada, arată un nou studiu.

Pentru prima dată, cercetătorii s-au uitat prin exoscheletele transparente ale acestor tineri creveți mantis pentru a vedea mecanismele interioare ale armelor lor puternice în mișcare, raportează cercetătorii online pe 29 aprilie în Jurnalul de biologie experimentală. Descoperirile le permit oamenilor de știință să afle detalii ascunse despre modul în care funcționează aceste armamente rapide.

Creveții Mantis sunt echipați cu perechi speciale de brațe care pot exploda cu accelerații ca de gloanțe pentru a lovi la viteze de până la aproximativ 110 de kilometri pe oră. Anterior, oamenii de știință au dedus că aceste arme acționează la fel ca arbalete. Pe măsură ce un zăvor ține fiecare braț pe loc, mușchii brațului se contractă, stocând energia în balamaua brațului. Când crustaceele eliberează aceste zăvoare, toată această energie se descarcă deodată (SN: 8/8/19).

Dar cercetătorii nu știau la ce vârstă creveții mantis au început pentru prima dată să lanseze aceste atacuri de primăvară. Simulările computerizate au prezis că armamentul ar putea fi capabil de accelerații mai mari cu cât deveneau mai mici, sugerând că tinerii creveți mantis ar putea avea de fapt arme mai rapide decât adulții, spune Jacob Harrison, biolog marin la Universitatea Duke.

Pentru a rezolva acest mister, Harrison și colegii săi au colectat o mulțime de creaturi microscopice de pe docurile bărcilor din Oahu, Hawaii, cernând larve de creveți mantis filipinezi (Gonodactylaceus falcatus) aproximativ de dimensiunea boabelor de orez. Apoi au lipit larvele pe scobitori pentru a-și înregistra loviturile în videoclipuri de mare viteză. Cercetătorii au capturat, de asemenea, o pușcă de ouă de la specie și au crescut puii timp de 28 de zile pentru a vedea cum s-a dezvoltat anatomia armelor lor de-a lungul timpului.

O larvă de creveți mantis (Gonodactylaceus falcatus) — filmat la 2.000 de cadre pe secundă și redat cu o viteză de 3 procente — își retrage și blochează brațul de atac pentru a stoca energie înainte de a elibera o lovitură. Noi cercetări arată că aceste larve încep să-și dezlănțuie pumnii până la vârsta de 9 zile.

Imediat după nouă zile de la ecloziune, larvele au început să lovească rapid. Pumnii lor au zburat cu viteze de aproximativ 1,4 kilometri pe oră. Având în vedere brațele lor minuscule – de până la aproximativ 100 de ori mai scurte decât ale unui adult – aceasta este comparabilă cu viteza pumnului unui creveți adulți, spune Harrison. Mai important, este de până la 10 ori viteza de înot a crustaceelor ​​și a peștilor aproximativ la fel de mare ca larvele și de peste 150 de ori a vitezei de înot a tinerilor creveți de saramură pe care cercetătorii le-au hrănit. Aceste arme au apărut atunci când larvele de creveți mantis au început să se hrănească pentru prima dată cu prada vie, după ce au epuizat sacii de gălbenuș cu care s-au născut, spune Harrison.

„Larvele de creveți Mantis sunt capabile să se miște incredibil de repede pentru ceva atât de mic”, spune Harrison. „Este greu pentru lucrurile mici să se miște rapid – mușchii și corpul lor sunt atât de mici, încât nu există cu adevărat timp sau spațiu pentru a crește viteza.”

imagine alb-negru a brațului unei larve de creveți mantis
Secțiunea inferioară a unui braț de atac rapid desfășurat (în imagine) a unui creveți mantis vechi de 22 de zile (Gonodactylaceus falcatus) larva se rotește înainte în timpul unei lovituri.Jacob Harrison

Creveții Mantis ar putea avea nevoie de aceste membre rapide când sunt tineri „din cauza apei în care trăiesc”, spune Harrison. Apa se simte mai vâscoasă pentru creaturile mici decât pentru cele mai mari, așa că deplasarea prin ea se poate dovedi o provocare pentru larvele microscopice. Cu toate acestea, apendicele lor puternice pot depăși această rezistență pentru a captura prada, notează el.

Contrar a ceea ce se așteptau cercetătorii, larvele nu au fost mai rapide decât adulții. De exemplu, în timpul loviturilor, larvele și-au rotit brațele la viteze de aproximativ o treime până la jumătate față de creveții adulți. Aceste descoperiri sugerează că ar putea exista unele constrângeri asupra acestor arme la aceste dimensiuni microscopice pe care cercetările ulterioare le pot descoperi, spune Harrison.

Alternativ, larvele ar putea pur și simplu să nu necesite arme mai repede decât cele ale adulților – „au nevoie doar de o arbaletă care funcționează și nu au nevoie să fie acest lucru nebun și superputernic”, spune Kate Feller, neuroecologul nevertebrat de la Union College din Schenectady, NY. , care nu a luat parte la această cercetare.

Cea mai uimitoare parte a acestei lucrări, spune Harrison, a fost modul în care el și colegii săi au putut privi în interiorul corpurilor sticloase ale larvelor pentru a urmări cum se comportau mușchii în timpul unei lovituri, ceva imaginat anterior doar din disecțiile chirurgicale și scanările CT.

„Faptul că aceste larve sunt transparente este o oportunitate excelentă de a răspunde la întrebări precum modul în care funcționează zăvorul”, spune Feller. „Este foarte interesant.”