Statická elektřina pomáhá parazitickým háďátkům přeskakovat na hmyz

Podívejte se, jak tito parazitičtí červi používají statickou elektřinu jako vlečný paprsek

Podle Cody Cottier upravil Sarah Lewin Frasier

Na první pohled je to až s podivem parazitické hlístice vůbec existovat. Aby se rozmnožili, musí tito nepatrní tvorové – zhruba o velikosti špendlíku – skočit 25krát větší než jejich délka těla a přistát na létajícím hmyzu, který se přiblíží nad hlavou. Vzhledem k tomu, že vítr, gravitace a odpor vzduchu, to vše stojí v cestě volskému oku, se zdá, že šance červů jsou nízké. Ale nový výzkum ukazuje je tu další síla, která pracuje v jejich prospěch: statická elektřina.

V lidském měřítku je statická elektřina o málo víc než kuriozita. Kráčíte po koberci, tření přenáší elektrony z podlahy na vaše ponožky, a když se elektrická nerovnováha sama upraví vybitím na první kovovou kliku, které se dotknete, dostanete mírné praskání – au. Ale podobné procesy mají obrovský vliv v mladém světě hmyzu. Podle nové studie v Proceedings of the National Academy of Sciences USApouhé tlučení hmyzích křídel generuje dostatek kladného náboje, aby přitáhlo opačně nabité vzdušné háďátko neúprosně k jeho nešťastnému hostiteli. Zdá se, že červi svěřili svou přesnost těmto elektrickým vlečným paprskům. „Nemusí být přesní“, když skáčou, říká hlavní autor studie Víctor Ortega-Jiménez, biolog z Kalifornské univerzity v Berkeley, „tak blízko, aby byli přitahováni.“

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceňované žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a nápadech, které formují náš dnešní svět.

Toto je nejnovější z řady experimentů, které za poslední desetiletí osvětlily exotickou fyziku, která řídí životy malých zvířat. V roce 2013 vědci oznámili, že včely mohou snímat elektrická pole kolem květin a použít tyto informace k tomu, aby řídili svá rozhodnutí o hledání potravy. Zhruba ve stejnou dobu to zjistil Ortega-Jiménez pavučiny se deformují když pozitivně nabitý hmyz proletí kolem a vyboulí se, aby je chytil. Naposledy, v roce 2023, skupina britských výzkumníků nalezeno že klíšťata jsou pasivně přitahována k chlupatým hostitelům, jejichž načechrané pláště akumulují elektrony.

Studii z roku 2023 vedl Sam England, nyní postdoktorand zkoumající senzorickou ekologii v berlínském Natural History Museum. Vzhledem k precedentu v oblasti klíšťat ho nepřekvapilo, když se z nové studie dozvěděl, že háďátka také využívají elektřinu k parazitickým účelům. Ale zatímco klíšťata sedí a čekají, červi „aktivně vkládají sílu do přitažlivosti“ skákáním, poznamenává, a stávají se agenty svého vlastního příšerného osudu. Anglie byla také ohromena tím, jak Ortega-Jiménez a jeho kolegové integrovali do nového výzkumu účinky jiných sil, jako je odpor vzduchu, s účinky statické elektřiny. Práce nám „pomáhá lépe propojit všechny tyto nové a vzrušující objevy v elektrostatické ekologii s širší fyzikou ekologických interakcí,“ říká.

Aby otestoval účinek statického náboje na háďátka ve vzduchu, přivázal Ortega-Jiménez živé ovocné mušky k živému měděnému drátu a upravil napětí mezi 100 a 700 volty, srovnatelné s tím, jaké by generoval hmyz ve volné přírodě. (Protože nelétali, nevytvářeli svůj vlastní náboj.) Potom vypustil červy a nechal je vrhnout se na svou elektrizovanou kořist. Trend byl jasný: čím vyšší je elektrický potenciál mouchy, tím pravděpodobněji se na ni háďátka přichytí. S nulovou statikou téměř vždy minuli; při vyšších napětích zachytily více než polovinu času.

Ale přemlouvání háďátek je složité a časově náročné, takže Ortega-Jiménez spolupracoval s Ranjiangshang Ranem, postdoktorem studujícím mechaniku tekutin na Emory University, který provedl počítačové simulace tisíců dalších trajektorií skoků. Když virtuální napětí dosáhlo až 800 V, digitální červi byli nezastavitelní: při simulacích s jemným, vznášejícím se vánkem, který je udržoval ve vzduchu dostatečně dlouho na to, aby převzala statika, jejich celková úspěšnost vyletěla na více než 70 procent, včetně startů, které byly přesně špatným směrem.

Pro háďátka není skok žádnou maličkostí. Pokud tito vzdušní lovci nepřilepí přistání, mohou rychle vyschnout, vyhladovět nebo se sami stát lovenými. Celá jejich strategie přežití tedy závisí na statické elektřině – bez její uklidňující síly by pravděpodobně nikdy neopustili zem. „Nedávalo by smysl, aby vyvíjeli tento skákací mechanismus bez přítomnosti elektrostatiky,“ říká Ran. Jiná zvířata nemusí být na tuto sílu tak plně závislá. Ale jak se seznam elektricky citlivých druhů rozrůstá, Anglie věří, že zjistíme, že elektrostatické efekty „hrají nespočet rolí“ v celém přírodním světě. „Jejich význam pro ekosystémy jako celek,“ říká, „byl pravděpodobně historicky dost podceňován.“

Je čas postavit se za vědu

Pokud se vám tento článek líbil, rád bych vás požádal o podporu. Scientific American sloužil jako obhájce vědy a průmyslu již 180 let a právě teď může nastat nejkritičtější okamžik v této dvousetleté historii.

Byl jsem a Scientific American předplatitel od mých 12 let a pomohlo mi to utvářet můj pohled na svět. SciAm vždy mě vzdělává a těší a vzbuzuje úctu k našemu obrovskému, krásnému vesmíru. Doufám, že to udělá i vám.

Pokud vy přihlásit se k odběru Scientific Americanpomáháte zajistit, aby se naše pokrytí soustředilo na smysluplný výzkum a objevy; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře v USA; a že podporujeme začínající i pracující vědce v době, kdy hodnota samotné vědy příliš často zůstává nepoznaná.

Na oplátku získáte zásadní zprávy, strhující podcastyskvělá infografika, nepřehlédnutelné newsletteryvidea, která musíte vidět, náročné hrya nejlepší vědecké psaní a zpravodajství. Můžete dokonce darovat někomu předplatné.

Nikdy nebyl důležitější čas, abychom vstali a ukázali, proč na vědě záleží. Doufám, že nás v této misi podpoříte.