Новое исследование пустынных муравьев - Гранит науки - 2016-04-28

Покрывающие тело насекомых волоски представляют собой трехгранную призму, полностью отражающую свет.

Сахарские серебряные муравьи (Cataglyphis bombycina) выживают при температуре выше 50 градусов Цельсия благодаря своим светоотражающим волоскам. В работе, которую бельгийские физики и биологи опубликовали в последнем номере журнала PLOS ONE, показано, что препятствующие перегреву и обусловливающие серебристый отлив муравьиного тела волоски увеличивают светоотражение в десять раз. Сахарские серебряные муравьи – одни из самых жароустойчивых животных на Земле. Они бегают по полуденным пескам пустынь Египта и Аравийского полуострова, температура которых губительна для прочих живых существ. Способность выдерживать высокие температуры позволяет серебряным муравьям находить пищу в самое жаркое время дня, когда другие животные, включая хищных ящериц, находятся в укрытиях. Жароустойчивость пустынных муравьев обеспечивают несколько физиологических приспособлений, в частности, более длинные, чем у собратьев других видов ноги, и вырабатываемые в их организме до воздействия высокой температуры белки теплового шока. В прошлом году группа американских и швейцарских исследователей обнаружила у этих муравьев уникальный волосяной покров – треугольные волоски, способствующие снижению температуры тела. В публикуемом сейчас бельгийском исследовании Серж Арон (Serge Aron) из Свободного университета Брюсселя (Université Libre de Bruxelles) с коллегами провели дальнейшее изучение оптических и терморегулирующих свойств муравьиных волосков.

Электронная микроскопия показала, что волоски, покрывающие тыльную сторону муравьиной головы, грудь и брюшко, действительно треугольны в поперечном сечении. Кроме того Арон с соавторами выявили морщинистость двух обращенных к солнцу поверхностей волосков и абсолютную гладкость третьей поверхности, примыкающей к телу муравья. На оптической модели с рассеиванием лучей ученые обнаружили, что волоски серебряных муравьев ведут себя как призма: свет проникает через верхние, то есть наружные, поверхности волосков, а затем отражается от гладкой нижней поверхности. Для света видимого спектра при угле падения от 35 до 90 градусов отражение достигает почти 100 процентов, и этот зеркальный эффект обеспечивает серебристый блеск муравья, а также уменьшает поглощение солнечного тепла его телом. Экспериментируя с бритыми и небритыми муравьями пустыни, авторы обнаружили, что при пребывании на солнце в течение одинакового времени - полутора минут - температура тела насекомого с волосками всегда оказывалась на два градуса ниже.