Цикадите, които се хранят с растителен сок, трябва да уринират почти непрекъснато. За да не изразходват твърде много енергия за този процес, те използват специална пружинна структура, която изхвърля урината на малки капки с висока скорост.

Малките цикади от групата Proconiini пият сок от растенията. Това не е най-лесният начин за намиране на храна: насекомите трябва да работят усилено, за да изсмучат течността от тръбичките на проводящата тъкан на растенията и да я филтрират в големи количества, за да извлекат достатъчно ценни вещества от нея. И накрая, трябва постоянно да извеждат излишната течност от организма. Всеки ден цикадите изхвърлят 300 пъти повече от собственото си тегло в урина.

Този процес също изисква енергия, но учени от Техническия университет в Джорджия установяват, че насекомите са намерили начин да отделят фекалиите икономично и ефективно. Вместо струя, създадена под налягане, те произвеждат капки, които се изхвърлят с голяма скорост от специална пружинна структура, разположена на изхода на задното черво.

Биолозите описват това в статия, публикувана в списание Nature Communications.

Саад Бхамла (Saad Bhamla) и колегите му използват високоскоростна видеокамера, за да разгледат детайлите на процеса на отделяне. Учените са записали общо 22 такива действия при пет цикади, Homalodisca vitripennis. Работата показва, че екскрецията се предизвиква от движението на определена структура - анален стилус (anal stylus).

Капката се натрупва само за 80 милисекунди, след което "стилусът" се разгъва на около 15 градуса, натрупвайки еластична енергия - и се разтоварва, задействайки я с огромно ускорение, което може да надхвърли 40 g. 

Учените отбелязват, че скоростта на полета на капката превишава скоростта на самия "анален стилус" с около 1,4 пъти. Насекомите постигат това чрез прецизно синхронизиране на изпускането на " стилуса" с колебанията на течността. Еластичността на самата капка ѝ придава допълнителна скорост. Досега подобен ефект е бил известен само на инженерите, а това е първият пример за използването му от живи организми.

С всички тези механизми цикадите изразходват няколко пъти по-малко усилия за отстраняване на екскрементите, отколкото би било необходимо, ако ги отстраняваха като течна струя. За големите животни като нас разходите за уриниране са пренебрежимо малки, но за дребните насекоми, които трябва да го правят почти непрекъснато, тази икономия е жизненоважна.

Справка: Challita, E.J., Sehgal, P., Krugner, R. et al. Droplet superpropulsion in an energetically constrained insect. Nat Commun 14, 860 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36376-5

Източник: Insect that flings pee with a butt catapult is 1st known example of 'superpropulsion' in nature, Live Science