自然世界中最快的颌爪之一的演变：在陷阱钳口蚂蚁之前的功能

时间：2022-01-22 11:52:12 来源：

翅膀的陷阱下颌蚂蚁。

陷阱颌骨蚂蚁以自然世界的最快运动之一而闻名，但闩锁弹簧机制是如何发展他们的下巴的发展？根据一项研究发表于2021年3月2日的开放式期刊PLOS生物学由UCLA Douglas Booher，Evan Meconco的冲绳科技学院研究生大学和同事，核心机制本身以前多次出现继续展望下颌骨形状。

蚂蚁需要他们的快速下颚，以捕捉它们的类似快速的猎物，弹簧扣环，本身都有一个弹簧加载的擒纵机构。新发现可以解释为什么机制在世界各地独立发展了这么多次，最终发展到动物王国最快的可移植部分。

通过偶尔在生物体设计中突破的进化变化标志着，通常涉及重组零件到新的功能系统中。但是，了解功能中的转换在需要多个交互部件中的变化时如何发展仍然是一个重大挑战。虽然大多数都同意新的复杂特征的演变涉及逐渐变化的序列，但这些过渡途径尚不清楚。在新的研究中，研究人员审查了陷阱 - 颌骨蚂蚁的闩锁弹簧机构的演变，解决了关于生物力学创新的性质和可重复性的一般问题。

高速摄像机以每秒480,000帧（FPS）的速率捕获运动，并以30FPS（16,000倍慢动作）播放。陷阱钳口加速得更快，比更简单的抓握机制更高的速度。

研究人员重建了470种STRUMIGENYS微型陷阱蚂蚁的进化关系，并使用物理检查，X射线微微图，3D建模和高速摄像机进行调查的下颌骨机制。研究人员记录了可重置动物运动的最快加速。此外，研究结果表明，陷阱 - 钳口机制在单一蚂蚁属中独立地演变为7-10次，导致不同大洲的佩戴形式的重复演变。

在闩锁弹簧机构的演变之后发生了大多数形状（从短三角形钳口到长长细长的），这可以通过仅通过较小的口袋结构演变而来。表格中增量变化的发现导致功能的变化，随后围绕该新功能进行大的形态重组，为了解复杂生物力学特征的演变，以及对此创新常常发生的原因的见解提供了一种模型。

在这项研究中阅读强大，致命，超快咬伤陷阱蚂蚁。

参考：“功能创新促进了蚂蚁中超速陷阱机制的演变的形式”由道格拉斯B. Booher，Joshua C. Gibson，Cong Liu，John T. Longino，Brian L.Fisher，米兰Janda，Nitish Narula， Evropi Toulkeridou，Anslexander S. Mikheyev，Andrew V. Suarez和Evan P. Memongo，2021年3月2日，Plos Biology.doi：
10.1371 / journal.pbio.3001031

资金：这项工作得到了对冲绳科技研究生大学（OIST）的补贴资助，以及JSPS Kakenhi Granti-Aid助剂的支持。（美国专利17K15180），国家科学基金会（NSF IOS-1755336到AVS，NSF GRFP 201316846到DBB，NSF Postdoc 000733206到DBB，NSF-DEB-16755076到BLF，NSF-DEB-1932405到JTL），Conacyt（DICB -2016＃282471到MJ），捷克科学基金会（＃P505 / 12/2467到MJ），以及修补程序授予JCG在UIUC的拉丁美洲和加勒比学习中心。资助者在研究设计，数据收集和分析，决定发表或准备手稿方面没有任何作用。

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