Мухи-аквалангисты и новые подробности устройства их "скафандров"
"Их можно держать под водой сколько душе угодно – они не обижаются, напротив, гордятся этим. Когда их выпустишь, они выскакивают на поверхность сухие, как отчёт бюро патентов, и удаляются столь невозмутимо, словно их нарочно обучили этому фокусу, дабы доставить человеку обогащающее ум развлечение", – описывает Твен.
Конечно же, эти насекомые всегда привлекали и внимание биологов. Например, своей способностью погружаться под воду на глубину до двух метров, питаться там водорослями, а также откладывать яйца. Новое исследование, результаты которого были изложены в статье, опубликованной в издании PNAS, обнаружило, что главный секрет мух – это умелое использование эффекта супергидрофобности, которое позволяет им создавать вокруг себя воздушный "скафандр" и буквально выходить сухими из воды.
Дело в том, что в воде солёных озёр, таких как озеро Моно в штате Калифорния (США), может существовать очень ограниченный круг живых организмов. Содержание соли в нём составляет в среднем 69 граммов на литр, что в два раза больше, чем в океане. Кроме этого, воды озера насыщены карбонатом натрия и бурой, которые делают их щелочными, со скользкой маслянистой структурой. Комфортно чувствуют себя здесь только рачок артемия, одноклеточные водоросли да бактерии.
Но вот что в этом списке забыли мухи вида Ephydra hydropyrus? Точнее, благодаря чему они дошли до жизни такой, долгое время вызывало недоумение у специалистов. Конечно, при полном отсутствии хищников солёное озеро очень привлекательно для созревания потомства. Но главная задача для летающего насекомого в такой ситуации – оставаться сухим в воде.
Наблюдений на местности для уточнения всех обстоятельств дела оказалось явно недостаточно. Поэтому Флорис ван Брейгель (Floris van Breugel) с коллегой Майклом Дикинсоном (Michael Dickinson), оба из Калифорнийского технологического института, вооружившись высокоскоростной камерой, расположились с комфортом в лаборатории.
В ходе работы учёные исследовали всевозможные физические и химические процессы, которые сопровождают погружение, перемещение под водой и возвращение насекомых на поверхность. При этом особое внимание придавалось преодолению границы воды и воздуха. Брейгель и Дикинсон изначально понимали, что всё тело мух покрыто особым воском. Похожий воск используют водомерки для перемещения по поверхности воды. Но тело любой другой мухи тоже им покрыто и, тем не менее, попадание в щелочную воду солёного озера для большинства из них смертельно.
Как выяснили биологи в итоге, главным секретом образования воздушного пузыря в воде оказалось явление экстремального водоотталкивания, которое носит название супергидрофобности. А достичь этого эффекта мухам E. hydropyrus удаётся благодаря повышенной волосатости. Именно частокол волосков на теле насекомого, обильно смазанных воском, создаёт необходимую защиту от смачивания в агрессивной водной среде.
В пресс-релизе исследования авторы рассказывают и о своих планах на будущее. В первую очередь, им интересно разобраться в химическом составе воска. С другой стороны, им не даёт покоя и нейробиология этого организма, ведь, согласитесь, муха, которая намеренно ползает под водой – случай крайне необычный.