Учёные раскрыли механизм работы жала медоносной пчелы

Что произошло

Исследователи впервые напрямую наблюдали, как жало медоносной пчелы перекачивает яд после того, как рабочая пчела улетает, оставив его в ткани. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для съёмки учёные извлекали жала у живых рабочих пчёл, частично погружали их в блоки искусственного геля и использовали стереомикроскопию и высокоскоростную цветную видеосъёмку. Движения затем анализировали покадрово.

Как работает жало

Жало состоит из трёх основных соединённых элементов: стилета, который расширяется в главную насосную камеру, и двух острых ланцетов. Ланцеты скользят вперёд и назад, прокалывая ткань и продвигая яд к цели.

Клапаны на ланцетах меняют форму во время движения. При ходе вниз они раздуваются, подобно парашюту, создают уплотнение и давят на яд в камере. При ходе вверх клапаны сдуваются, а при встрече в центре меняют форму, чтобы пройти друг мимо друга.

Противоположное движение клапанов позволяет поддерживать непрерывный поток яда в компактной автономной системе.

Почему это важно

Команда сравнила результаты с предварительными экспериментами по визуализации потока, а затем проверила их с помощью микрокомпьютерной томографии и масштабной модели, напечатанной на 3D-принтере. Искусственная модель продемонстрировала такую же кинематику перекачки, как биологическое жало.

Строение пчелиного жала уже использовали как источник вдохновения для микронных игл, устройств для переноса тканей и бурильных устройств. Авторы считают, что их результаты могут найти применение в медицине и микрофлюидике, в частности при создании искусственных насосов.