Навіть після того, як робоча бджола залишає своє жало в шкірі жертви та відлітає на вірну загибель, процес впорскування отрути не зупиняється. Науковці давно знали про це явище, проте точна біомеханіка залишалася загадкою через надзвичайно мікроскопічні масштаби та швидкість процесу. Щоденні спостереження за цим процесом були обмежені відсутністю прямих даних про роботу внутрішніх елементів жала.
Щоб розгадати цю загадку, група дослідників під керівництвом ентомолога Фіорелли Рамірес-Есківель із Університету Маккуорі в Австралії провела серію експериментів. Результати наукової роботи опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences. Фахівці за допомогою пінцета витягли жала з живих робочих бджіл та частково занурили їх у прозорий гелевий блок, що імітує людську шкіру.
Використовуючи стереомікроскопію та високошвидкісну кольорову відеозйомку, вченим вдалося вперше зафіксувати внутрішню кінематику в деталях. Напівпрозорі структури жала дозволили роздивитися роботу мікроскопічних клапанів і гарпунних зубців, які по черзі рухаються вперед і назад. За словами дослідників, такий механізм забезпечує безперервний потік рідини.
«Унікальна геометрія клапанів є ключем; вони діють як складні поршні та — завдяки перекачуванню у протилежних напрямках — здатні забезпечувати безперервний потік отрути», — пояснила Фіорелла Рамірес-Есківель.
Команда описала цю систему як «унікальний двопоршневий мікронасос». Під час руху вниз гнучкі клапани розширюються подібно до парашутів, створюючи герметичний тиск, а на зворотному шляху знову стискаються й змінюють форму, прослизаючи повз одне одного. Аби перевірити свої висновки, вчені створили за допомогою мікро-КТ тривимірну модель і надрукували збільшений прототип з полімеру, який повторив аналогічну поведінку.
Автори дослідження сподіваються, що біологічний «дизайн» бджолиного жала у майбутньому стане натхненням для створення нових медичних мікронасосів, мікрогол чи пристроїв для транспортування тканин. Подальші плани команди зосереджені на вивченні матеріальних властивостей еластичних клапанів та аналізі можливого впливу капілярних сил на рух рідини.
Джерела: sciencealert.com, arstechnica.com
