Было проанализировано приблизительно 18 видов, чтобы определить, как распределяются цинк, марганец и железо в их встроенном оружии.
Скорпионы — это первые в мире паукообразные, обладающие металлическими свойствами. Исследования Национального музея естественной истории Смитсоновского института показывают, что эти паукообразные добавляют в свои жала и клешни металлы, такие как цинк и железо, чтобы сделать их прочнее и острее.
В данном исследовании были проанализированы 18 видов, чтобы определить, как распределяются цинк, марганец и железо в их встроенном оружии, таком как жала и клешни.
«Скорпионы — невероятные охотники, и хотя мы знали, что металлы укрепляют оружие некоторых видов, мы не знаем, содержат ли все виды оружия скорпионов металл, и если да, то связано ли это обогащение металлом со способом их охоты», — сказал Сэм Кэмпбелл, аспирант Национального музея естественной истории.
«Мы решили использовать методы микроанализа, чтобы выяснить, где и как эти металлы распределены в оружии скорпионов, и получить представление о том, как и почему обогащение металлов происходило в родословной скорпионов», — добавил Кэмпбелл.
Распределение металлов
Подобно своим родственникам — паукам и клещам, скорпионы — это восьминогие паукообразные. Они охотятся, захватывая насекомых клешнями и быстро выгибая хвост, чтобы нанести ядовитый укус из тельсона.
Скорпионы используют специализированную систему вооружения, которая сочетает в себе сокрушительные клешни и ядовитые жала в соответствии с их специфическим стилем охоты и потребностями в защите.
В то время как одни виды полагаются на массивные когти, чтобы одолеть добычу, другие используют агрессивное жало, что заставляет исследователей полагать, что эти поведенческие модели напрямую отражаются в том, как распределяются металлы для поддержки каждого из этих видов оружия.
Такие инструменты , как современная электронная микроскопия и рентгеновский анализ, помогли определить конкретные участки, требующие усиления металлом для выдерживания максимального давления.
Удивительно, но выяснилось, что жала имеют отчетливо выраженный слой цинка на кончике, за которым следует марганец, в то время как клешни усилены цинком и железом именно по режущим кромкам.
«Использованные нами методы микроскопического анализа позволили нам с чрезвычайно высокой точностью идентифицировать отдельные переходные металлы, показав, как природа искусно создала эти металлы в оружии скорпиона», — сказал Эдвард Виченци, научный сотрудник Института сохранения музейных экспонатов и соавтор исследования.
Роль железа
Самый неожиданный поворот в исследовании связан с ролью железа.
Вопреки ожиданиям, исследователи обнаружили, что железо более распространено в длинных, тонких клешнях, чем в толстых, раздавливающих. Тонкие когти склонны к переломам. Следовательно, железо, вероятно, обеспечивает структурную целостность, необходимую для удержания сопротивляющейся добычи достаточно долго, чтобы яд подействовал.
Это открытие демонстрирует явную эволюционную связь между охотничьим поведением вида и его специфическим составом металлов.
Используя обширные коллекции Смитсоновского института и передовые микроаналитические методы, команда разработала план изучения обогащения металлами в более широком контексте жизни.
Данное исследование предлагает новый взгляд на эволюцию членистоногих — таких как пауки, муравьи и пчелы — и на то, как они адаптировали свою биологию для выживания как в качестве хищников, так и в качестве жертв.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of the Royal Society Interface 28 апреля.
Sourse: interestingengineering.com
