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摘要:拉比告诉《生活科学》杂志说,以前不知道蚂蚁的下颚能以多快的速度咬合,它们的工作原理是什么。当隐翅目动物的下颚被锁定在“打开”的位置时,,就像蚂蚁狩猎时一样,它们会以一个陡峭的角度向后伸展,指向蚂蚁的身体。
最近,研究人员发现了一种名为“Myrmoteras”的捕颚蚂蚁,利用X射线扫描和高速视频分析蚂蚁的颚部活动情况(从内到外),
科学家发现了两种锁舌、弹簧和触发机制,这种超快速捕捉是在一个难以捉摸、研究甚少的种类中实现的Myrmoteras物种,发现它们的捕颚系统的运作方式不同于其他捕颚蚂蚁群。[照片中:陷阱颚蚁宝宝长大]
蚁族原产东南亚,长约0.16至0.20英寸(4至5毫米)。史密森国家自然历史博物馆(Smithsonian National Museum of Natural History)史密森安特实验室(Smithsonian AntLab)博士后研究员、研究报告主要作者弗雷德里克·拉比(Frederick Larabee)说,它们在森林地面的落叶中生活和觅食,这使得它们在活着的时候很难被发现和捕获。拉比告诉《生活科学》杂志说,以前不知道蚂蚁的下颚能以多快的速度咬合,它们的工作原理是什么。当隐翅目动物的下颚被锁定在“打开”的位置时,
,就像蚂蚁狩猎时一样,它们会以一个陡峭的角度向后伸展,指向蚂蚁的身体。与捕食者的下颚同类相比,猛犸象蚂蚁多刺、捕食的下颚更长、更细,这表明猛犸象利用这些身体部位快速刺伤和固定猎物,而不是用一击将其击昏,这项研究的作者写道:
研究人员发现,蚁族的颚部工作方式与其他已知蚂蚁的不同。(史蒂夫·沙塔克)科学家们在实验室里研究了几个先前收集到的活菌落,拉比说。以每秒5万帧的速度拍摄的镜头显示,蚂蚁的下颚在大约半毫秒内闭合,不及齿瘤属陷阱下颚的蚂蚁在十分之一毫秒内咬断下颚的速度快,根据这项研究,
但是正是微型CT扫描-计算机X射线断层扫描-使研究人员能够检测和数字模型的内部工作,Myrmoteras的致命打击在3D,研究人员说,
“我们希望能够看到所有的内部结构-肌肉,肌肉和“神经细胞,以及肌肉和下颌骨之间的附着物,”拉比说,
弹簧加载系统,如在陷阱中发现的下颌骨蚂蚁,有三个主要部分:一个用来保持下颌骨打开的锁,一个用来储存能量的弹簧和一个用来释放打击的扳机,将能量转移到下颌骨,以推动其高速闭合。通过CT扫描,研究人员模拟了负责张开和闭合下颚的肌肉。一 ... 学家们知道肌肉是什么样的,他们就可以识别出它们是如何推动隐翅目动物的快速咬合的,这是研究人员在YouTube上发布的一段视频中所看到的过程。
保持颚部张开的门闩与在其他陷阱中观察到的不同,类似于蚱蜢腿上的锁定机制,拉比在现场说科学。
另一个引起科学家注意的不寻常且独特的结构是在隐翅目蚂蚁头部背面的一个形状奇特的裂片。研究人员注意到,它会在撞击前立即压缩,暗示这个结构是将储存的能量释放到颌骨的弹簧机制的一部分。
“我们不完全确定弹簧是什么,但我们认为它是连接肌肉和下颌骨的韧带,”拉比解释说。
一种特殊的“门闩”能让蚁类的下颚张开,而昆虫头部的不同肌肉控制着咬合下颚的机制。(Fredrick Larabee,Smithsonian)弹簧加载的下颌是一个高度专业化的特征,这使得不同的蚂蚁血统进化出如此多样的结构使这些下颌工作变得更加不可思议,Larabee说,
“所有这些超快速的下颌,使用不同的成分或不同的身体结构。”为了服务于这个系统,这是一个很好的聚合进化的例子,进化发现了不同的策略来达到相同的行为目标,他说:
这些发现于8月30日在线发表在《实验生物学杂志》上。
是关于生命科学的原始文章。
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