Вчені пояснили, як комахи дихають під водою

Сотні різновидів комах проводять більшу частину часу під водою, де видобуток більш численна й різноманітна. Вчені з Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology, MIT) тепер точно знають, як ці комахи дихають під водою.

Погружаясь під воду, комаха захоплює з собою тонкий шар повітря на своєму тілі, користуючись водовідштовхувальним хітиновим панциром. Цей повітряний міхур є не просто джерелом кисню для комахи, він також дозволяє поглинати кисень прямо з навколишнього води.

"Деякі комахи пристосувалися до життя під водою, використовуючи цей міхур як зовнішнє легке", - Сказав Джон Буш (John Bush) - ад'юнкт-професор прикладної математики, співавтор недавнього дослідження.

Согласно дослідженню, завдяки воздушним міхурам насекомие можуть не тільки залишатися під водою невизначено довго, але і пірнати на глибину до 30 метрів. Деякі різновиди комах, такі, наприклад, як водні жуки Neoplea striola, проводять під водою всю зиму.

Ето явище вперше спостерігалося багато років тому, але дослідники Массачусетського технологічного інституту є першими, хто зміг обчислити максимальні глибини занурення і описати, як бульбашки залишаються неушкодженими при зануренні на такі глибини, де тиск може їх разорвать.

Стабільность повітряного міхура обумовлена ??відразливими воду волосками на черевці комахи. Волоски, поряд з восковим покриттям панцира, перешкоджають затоплення водою крихітних вентиляційних отворів на черевці.

Расстояніе між волосками критично важливо: чим ближче волоски один до одного, тим вище механічна стабільність і тим більший тиск може витримати міхур перед руйнуванням. Однак, за механічну стабільність міхура треба платити. Якщо волоски дуже близько один до одного, зменшується площа поверхні необхідної для дихання.

Ісследователі розробили математичну модель, яка бере до уваги ці фактори і дозволяє їм пророкувати діапазон можливих глибин занурення. Вони з'ясували, що існує не тільки максимальна глибина, після якої міхур руйнується, а й мінімальна глибина, вище якої міхур не може забезпечити дихальні потреби насекомого.

Ісследователі виявили, що комахи можуть пірнати на глибину до 30 метрів. Однак вони рідко ризикують занурюватися глибше, ніж кілька метрів через екологічних чинників, таких як кількість сонячного світла, наявність видобутку і присутність хижаків.

Ісследованіе наштовхнуло інших вчених на думку розробити подібну систему зовнішнього легкого у великому масштабі для можливого використання людьми. Правда, площа поверхні, необхідної щоб підтримувати дихання однієї людини, склала б близько 100 квадратних метрів, що вкрай непрактично. Однак існують і інші області технологічного застосування. Наприклад, такий пристрій могло б постачати кисень, необхідний паливними елементами, щоб привести в дію маленькі автономні підводні транспортні засоби. Найпопулярніші новостние інформери розкажуть головну новину дня.

Орігінал (на англ. Мовою): Sciencedaily

• Ярко-синие «калийные пруды» в Юте заметили из космоса рядом с тёмно-зелёной рекой Колорадо
• Учёные создали самую подробную карту нейронных дендритов в мозге мыши
• В Египте обнаружен древний «крокодил с длинной мордой», который переписывает эволюцию рептилий
• Как животные получают свои «совершенно несовершенные» пятна и полосы
• Гипергравитация повышает продуктивность мха: японские учёные нашли ген, отвечающий за адаптацию
• Осы, которые умеют «ставить жизнь на паузу»: открытие может помочь замедлить старение у людей
• Против Дарвина: ученые обнаружили, что черви «переписали» свою ДНК, чтобы выжить на суше
• Зимний морской лёд усиливает способность Южного океана поглощать CO₂