تويت
وجد باحثان يابانيان من معهد اليابان لبحوث إشعاع السنكرترون أدلة على أن النحل يشترك مع الفقاريات في آلية تقلص العضلات. إستخدم الباحثان الأشعة السينية والكاميرات عالية السرعة. نشر البحث في دورية Science العلمية، الباحثان هما هيرويوكي ايواموتو (Hiroyuki Iwamoto) وناوتو ياغي (Naoto Yagi).
منذ فترة طويلة، اشتبه العلماء في أن العضلات التي تحرك جناح الحشرات بسرعة فائقة تختلف عن نظيرتها الموجودة في الفقاريات. أظهرت البحوث على مدى سنوات أن العضلات في الفقاريات عند تلقيها إشارة من الأعصاب الحركية، تخرج أيونات الكالسيوم من أغشية في العضلات. يتم التقاط أيونات الكالسيوم من البروتينات تسمى troponins، الموجودة على بروتينات ليفية تسمّى الأكتين. ينتج عن ذلك إلتفاف الأكتين مما يكشف مواقع على الأكتين يرتبط بها رؤوس الميوسين – بروتين حركي.
إرتباط رأس الميوسين بالأكتين يؤدي إلى إنعطاف الميوسين وسحب الأكتين مما بسبب إنقباض العضلة و إستهلاك الطاقة في هذه العملية. هذه العملية شديدة البطىء و شديدة الإستهلاك للطاقة لإستخدامها من قبّل الحشرات – بالرغم من ذلك هناك تشابه كبير بين المكونات الأساسية لعضلات الحشرات و الفقاريات.
أظهرت الأبحاث السابقة أن أجنحة الحشرات يمكنها الإنقباض بهذه السرعة لأنها إذا بدأت التحرك، تتذبذب بشكل ذاتي – كيفية حدوث هذه العملية ما زال لغزاً. لمعرفة المزيد، ألصق الباحثون النحل الحي لأنبوب معدني و سلّطوا إضاءة من الخلف. وضعوا مصدراً للأشعة السينية لاطلاقها على النحل من الجانب، نمط النقاط المضيئة الناتج من إنتشار الأشعة السينية من قبّل العضلات يحتوي على معلومات حول إعادة تنظيم جزيئات البروتين.
دوران رؤوس الميوسين – الحادث في إنقباض العضلات – يظهر في بيانات الأشعة السينية كزيادة في شدّة إحدى بؤر الأشعة السينية. جمع الباحثان بيانات الأشعة السينية بسرعة عالية، متزامنة مع لقطات الفيديو ملتقطة للنحل بمعدل 5000 لقطة في الثانية.
خلص الباحثون إلى أن العضلات المسؤولة عن طيران النحل مكوّنة من الأكتين والميوسين، تمامًا كما هو الحال في عضلات الفقاريات. التجارب المعملية للفريق لا تفسر تماما كيفية تذبذب أجنحة النحل والحشرات الأخرى عند الطيران، لكنها تلقي ضوءًا جديدًا على لغز حيّر الباحثين لعدة عقود.
منذ فترة طويلة، اشتبه العلماء في أن العضلات التي تحرك جناح الحشرات بسرعة فائقة تختلف عن نظيرتها الموجودة في الفقاريات. أظهرت البحوث على مدى سنوات أن العضلات في الفقاريات عند تلقيها إشارة من الأعصاب الحركية، تخرج أيونات الكالسيوم من أغشية في العضلات. يتم التقاط أيونات الكالسيوم من البروتينات تسمى troponins، الموجودة على بروتينات ليفية تسمّى الأكتين. ينتج عن ذلك إلتفاف الأكتين مما يكشف مواقع على الأكتين يرتبط بها رؤوس الميوسين – بروتين حركي.
إرتباط رأس الميوسين بالأكتين يؤدي إلى إنعطاف الميوسين وسحب الأكتين مما بسبب إنقباض العضلة و إستهلاك الطاقة في هذه العملية. هذه العملية شديدة البطىء و شديدة الإستهلاك للطاقة لإستخدامها من قبّل الحشرات – بالرغم من ذلك هناك تشابه كبير بين المكونات الأساسية لعضلات الحشرات و الفقاريات.
أظهرت الأبحاث السابقة أن أجنحة الحشرات يمكنها الإنقباض بهذه السرعة لأنها إذا بدأت التحرك، تتذبذب بشكل ذاتي – كيفية حدوث هذه العملية ما زال لغزاً. لمعرفة المزيد، ألصق الباحثون النحل الحي لأنبوب معدني و سلّطوا إضاءة من الخلف. وضعوا مصدراً للأشعة السينية لاطلاقها على النحل من الجانب، نمط النقاط المضيئة الناتج من إنتشار الأشعة السينية من قبّل العضلات يحتوي على معلومات حول إعادة تنظيم جزيئات البروتين.
دوران رؤوس الميوسين – الحادث في إنقباض العضلات – يظهر في بيانات الأشعة السينية كزيادة في شدّة إحدى بؤر الأشعة السينية. جمع الباحثان بيانات الأشعة السينية بسرعة عالية، متزامنة مع لقطات الفيديو ملتقطة للنحل بمعدل 5000 لقطة في الثانية.
خلص الباحثون إلى أن العضلات المسؤولة عن طيران النحل مكوّنة من الأكتين والميوسين، تمامًا كما هو الحال في عضلات الفقاريات. التجارب المعملية للفريق لا تفسر تماما كيفية تذبذب أجنحة النحل والحشرات الأخرى عند الطيران، لكنها تلقي ضوءًا جديدًا على لغز حيّر الباحثين لعدة عقود.