Cum reușesc larvele de muscă soldat neagră să mănânce atât de mult, atât de repede, în ciuda dimensiunilor lor mici? Oamenii de știință de la Georgia Tech au studiat acest comportament de „hrănire colectivă” și au descoperit că o strategie de maximizare a ratei de hrănire a larvelor implică formarea de „fântâni” de viermi. Oamenii de știință au descris rezultatele într-o lucrare recentă din Journal of the Royal Society Interface, împreună cu un videoclip amuzant care arată un roi de larve care consumă o întreagă pizza în doar două ore.
„Aceasta este prima dată, din câte știu, când am încercat cu adevărat să cuantificăm cât de mult au reușit să mănânce și cum reușesc să o facă”, a declarat Olga Shishkov, studentă absolventă și coautoare a lucrării, care a demonstrat cercetarea sâmbătă, la reuniunea Asociației Americane pentru Progresul Științei din Washington, DC. Nu este pentru prima dată când se distrează demonstrând apetitul mare al viermilor în moduri creative: anul trecut, ea a filmat creaturile devorând o gogoașă în formă de inimă pentru Ziua Îndrăgostiților.
Consilierul lui Shishkov este David Hu, care conduce un laborator de biolocomoție la Georgia Institute of Technology, care studiază modul în care se mișcă diverse creaturi. El este poate cel mai bine cunoscut pentru munca sa cu furnicile de foc, dar laboratorul său studiază, de asemenea, limbile de pisică, stridenții de apă, șerpii, diverse insecte cățărătoare, țânțarii și, bineînțeles, larvele de muscă soldat negru.
Shishkov a fost atrasă de studiul dinamicii colective a creaturilor datorită pregătirii sale în mecanica fluidelor. „Am fost interesată să văd dacă aș putea aplica tehnicile de mecanică a fluidelor pe care le cunosc pentru a studia modul în care se mișcă animalele”, a spus ea, cu speranța de a aplica într-o zi principiile pe care le descoperă la robotică.
Laboratorul și-a procurat larvele de muscă soldat negru de la un start-up numit Grubbly Farms din Atlanta, care le crește ca sursă sustenabilă de hrană pentru pui și pești. Larvele mănâncă deșeuri alimentare, în special fructe și legume, și sunt capabile să devoreze de două ori greutatea lor corporală în fiecare zi. Având în vedere că oamenii produc 1,4 miliarde de tone de deșeuri alimentare în fiecare an, aceste larve reprezintă o posibilă soluție pentru a le rezolva. Larvele mănâncă deșeurile alimentare ale consumatorilor și sunt hrănite la rândul lor de pui și pești. Este o situație avantajoasă pentru toată lumea.
O grămadă de larve este atât mică, cât și dens împachetată, ceea ce face ca studiul ei să fie o mică provocare. Pentru experimentele de hrănire, larvele au fost plasate într-un acvariu de 10 galoane, cu camere de luat vederi plasate în partea de sus și de jos pentru a surprinde frenezia de hrănire în acțiune. Apoi, Shishkov și colaboratorii săi au folosit o tehnică numită velocimetrie a imaginii particulelor pentru a urmări fluxul creaturilor pentru a avea o idee despre ce se întâmplă cu adevărat în interiorul hoardei înfometate.
Au descoperit că suprafața oricărui produs alimentar oferit, cum ar fi o pizza, limitează numărul de larve care se pot hrăni în același timp. De asemenea, larvele iau pauze frecvente din frenezia lor de hrănire și totuși își blochează colegii să se deplaseze la masa lor. Celelalte creaturi înfometate ocolesc acest comportament prin generarea unui comportament de tip fântână: „larvele noi se târăsc de jos și sunt „pompate” de sus”, scriu autorii. Shishkov et al. au dezvoltat apoi un model matematic pentru a prezice rata de mâncat.
Există încă o ramificație practică a acestei cercetări. Larvele de muscă neagră sunt crescute în pubele uriașe, ceea ce poate fi o problemă având în vedere metabolismul lor ridicat. Ele se pot supraîncălzi cu ușurință în timp ce se hrănesc. În sălbăticie, ele se pot târî pur și simplu, dar mișcarea lor este mult mai limitată în containere, iar o întreagă colonie se poate supraîncălzi cu ușurință și poate muri. Astfel, crescătorii de larve condiționează cu aer condiționat întregul depozit în care sunt crescute bestiile. Acest lucru este costisitor și ineficient, motiv pentru care Shishkov et al. au inventat, de asemenea, un pat de aerisire – în curs de brevetare – care suflă aer rece prin masa de hrană a larvelor. Acest lucru le împiedică să se supraîncălzească și le asigură fermierilor obținerea în continuare a unor randamente ridicate.
DOI: Journal of the Royal Society Interface, 2019. 10.1098/rsif.2018.0735 (Despre DOI).
.