Jak to, že larvy černých mušek vojáků i přes svou malou velikost sežerou tolik a tak rychle? Vědci z Georgijské techniky studovali toto „kolektivní potravní“ chování a zjistili, že jedna ze strategií, jak maximalizovat rychlost krmení larev, spočívá ve vytváření larvových „fontán“. Výsledky vědci popsali v nedávném článku v časopise Journal of the Royal Society Interface spolu se zábavným videem, které ukazuje, jak hejno larev zkonzumuje celou pizzu za pouhé dvě hodiny.
„Pokud vím, je to poprvé, kdy jsme se skutečně pokusili kvantifikovat, kolik toho dokázaly sníst a jak jsou toho schopny,“ uvedla postgraduální studentka a spoluautorka Olga Shishkovová, která výzkum předvedla v sobotu na zasedání Americké asociace pro rozvoj vědy ve Washingtonu. Není to poprvé, co se baví tím, že demonstruje vydatný apetit larev kreativním způsobem: loni natočila na video, jak potvůrky na Valentýna požírají koblihu ve tvaru srdce.
Pedagogem Shishkovové je David Hu, který vede biolokomunikační laboratoř na Georgijském technologickém institutu a zkoumá, jak se různí živočichové pohybují. Je asi nejznámější svou prací s ohnivými mravenci, ale jeho laboratoř studuje také kočičí jazýčky, vodní jezdce, hady, různý šplhavý hmyz, komáry a samozřejmě larvy černých vojáků.
Shishkova ke studiu kolektivní dynamiky tvorů přivedlo její vzdělání v oboru mechaniky tekutin. „Zajímalo mě, zda mohu techniky mechaniky tekutin, které znám, použít ke studiu toho, jak se zvířata pohybují,“ řekla s nadějí, že principy, které odhalí, jednou uplatní v robotice.
Laboratoř získala larvy černých mušek vojáků od startupu Grubbly Farms v Atlantě, který je chová jako udržitelný zdroj krmiva pro kuřata a ryby. Larvy se živí potravinovým odpadem, zejména ovocem a zeleninou, a jsou schopny každý den sežrat dvojnásobek své tělesné hmotnosti. Vzhledem k tomu, že lidé ročně vyprodukují 1,4 miliardy tun potravinového odpadu, jsou tyto larvy jedním z možných řešení, jak se s ním vypořádat. Larvy se živí potravinovým odpadem od spotřebitelů a střídavě jimi krmí kuřata a ryby. Je to oboustranně výhodné.
Hromada larev je malá a zároveň hustě zabalená, takže je trochu náročné ji studovat. Při pokusech s krmením byly larvy umístěny do desetigalonového akvária s kamerami umístěnými nahoře a dole, aby bylo možné zachytit krmné šílenství v akci. Poté Shishkovová a její spolupracovníci použili techniku zvanou particle image velocimetry ke sledování toku potvůrek, aby získali představu o tom, co se uvnitř hladové hordy skutečně děje.
Zjistili, že plocha jakékoliv nabízené potravy, například pizzy, omezuje počet larev, které se mohou krmit najednou. Larvy si také dělají časté přestávky v krmném šílenství, a přesto brání svým larvám, aby se přesunuly k jejich potravě. Ostatní hladové larvy toto chování obcházejí tím, že vytvářejí chování podobné fontáně: „nové larvy se plazí zespodu a jsou ‚odčerpávány‘ shora,“ píší autoři. Shishkov a spol. pak vyvinuli matematický model, který předpovídá rychlost žraní.
Z tohoto výzkumu vyplývá ještě jeden praktický výstup. Larvy černých much jsou chovány v obřích popelnicích, což může být vzhledem k jejich vysokému metabolismu problém. Při krmení se mohou snadno přehřát. Ve volné přírodě se mohou prostě odplazit, ale v popelnicích je jejich pohyb mnohem omezenější a celá kolonie se může snadno přehřát a uhynout. Chovatelé larev proto klimatizují celý sklad, ve kterém jsou šelmy chovány. To je nákladné a neefektivní, a proto Shishkov a spol. také vynalezli provzdušňovací lůžko – na jehož patent se čeká -, které vhání chladný vzduch skrz krmnou masu larev. Díky tomu se nepřehřívají a zemědělci mají stále vysoké výnosy.
DOI: Journal of the Royal Society Interface, 2019. 10.1098/rsif.2018.0735 (O DOI).
.