Hvordan kan larverne af sorte soldaterfluer spise så meget, så hurtigt, på trods af deres lille størrelse? Forskere på Georgia Tech har studeret denne “kollektive ædeadfærd” og fundet ud af, at en strategi til at maksimere larvernes ædehastighed involverer dannelse af maddiker-“springvand”. Forskerne beskrev resultaterne i en nyere artikel i Journal of the Royal Society Interface sammen med en underholdende video, der viser en sværm af larver, der spiser en hel pizza på bare to timer.
“Det er første gang, så vidt jeg ved, at vi virkelig har forsøgt at kvantificere, hvor meget de var i stand til at spise, og hvordan de er i stand til at gøre det,” sagde kandidatstuderende og medforfatter Olga Shishkov, der demonstrerede forskningen lørdag på mødet i American Association for the Advancement of Science i Washington, DC. Det er ikke første gang, hun har moret sig med at demonstrere maddikerens store appetit på kreative måder: Sidste år filmede hun dyrene på video, mens de fortærede en hjerteformet donut til Valentinsdag.
Shishkovs vejleder er David Hu, der leder et biolokomotionslaboratorium ved Georgia Institute of Technology, hvor han studerer, hvordan forskellige væsener bevæger sig. Han er måske mest kendt for sit arbejde med ildmyrer, men hans laboratorium studerer også kattetunger, vandløbere, slanger, forskellige klatreinsekter, myg og selvfølgelig larver af sorte soldaterfluer.
Shishkov blev tiltrukket af studiet af væsenernes kollektive dynamik på grund af sin baggrund inden for fluidmekanik. “Jeg var interesseret i at se, om jeg kunne anvende de væskemekaniske teknikker, jeg kender, til at studere, hvordan dyr bevæger sig,” sagde hun med håbet om en dag at kunne anvende de principper, hun afdækker, på robotteknologi.
Laboratoriet fik sine larver af sorte soldaterfluer fra en nystartet virksomhed kaldet Grubbly Farms i Atlanta, der opdrætter dem som en bæredygtig kilde til kyllinge- og fiskefoder. Larverne spiser madaffald, især frugt og grøntsager, og de er i stand til at fortære dobbelt så meget som deres kropsvægt hver dag. Da mennesker producerer 1,4 milliarder tons madspild hvert år, er disse larver en mulig løsning til at håndtere det. Larverne spiser forbrugernes madaffald og fodres til gengæld med kylling og fisk. Det er en win-win, hele vejen rundt.
En bunke larver er både lille og tæt pakket, hvilket gør den lidt af en udfordring at studere. Til fodringsforsøgene blev larverne anbragt i et 10-gallon akvarium med kameraer placeret i toppen og bunden for at fange fodringsrusen i aktion. Derefter brugte Shishkov og hendes medarbejdere en teknik kaldet particle image velocimetry til at spore strømmen af kreaturer for at få en idé om, hvad der virkelig foregik inde i den sultne horde.
De fandt ud af, at overfladearealet af det fødeemne, der blev tilbudt, som f.eks. en pizza, begrænser, hvor mange larver der kan æde på samme tid. Larverne holder også hyppige pauser fra deres ædevanvid og blokerer alligevel for, at deres medlarver kan bevæge sig ind på deres måltid. De andre sultne kreaturer omgår denne adfærd ved at generere springvandlignende adfærd: “nye larver kravler ind fra bunden og “pumpes” ud fra toppen”, skriver forfatterne. Shishkov et al. har derefter udviklet en matematisk model til at forudsige spisehastigheden.
Der er endnu en praktisk udløber af denne forskning. Larver af sorte fluer opdrættes i kæmpebakker, hvilket kan være et problem i betragtning af deres høje stofskifte. De kan let overophede, mens de æder. I naturen kan de bare kravle væk, men deres bevægelsesmuligheder er meget mere begrænsede i binerne, og en hel koloni kan let overophede og dø. Larveproducenterne sørger derfor for airconditionering af hele det lager, hvor dyrene opdrættes. Det er dyrt og ineffektivt, og derfor har Shishkov et al. også opfundet en beluftningsbænk – patent på vej – som blæser kølig luft gennem larvernes fødemasse. Det forhindrer dem i at overophede og sikrer, at landmændene stadig får et højt udbytte.
DOI: Journal of the Royal Society Interface, 2019. 10.1098/rsif.2018.0735 (Om DOI’er).