動物界の技術:匂いや味の超高感度センサーとしての蝶



1立方メートルの空気の中で100分子の物質を感じることができる人は誰でも蝶です。



自然は非常に独創的で熟練したエンジニアです。すべての生き物はユニークで素晴らしいです。そのような生き物の1つは蝶です。蝶のいくつかの種は、匂いや味の感覚が完璧ではないにしても、これに近いため、化学的感覚の理想的な器官です。



同じ記事で匂いと味の両方が考慮されているのはなぜですか?重要なのは、両方の感覚が化学受容体に基づいているということです。匂いの感覚だけが空気中の特定の物質の存在の決定であり、味は同じですが、湿気のある環境でのみです。蝶では、アンテナのおかげで匂いの感覚が働き、口の器官のおかげで味が働きます。



匂いから始めましょう



ほとんどの昆虫では、いわゆる嗅覚感覚器が匂いの感覚の原因です。それらの形状はほとんどの場合円錐形です。センシラは、前述のように、アンテナ上にあります。感覚器が大きいほど、昆虫は臭いに敏感になります。



たとえば、ミツバチのアンテナには約6,000の感覚器があります。他の昆虫はもっと持っているかもしれません。蝶のいくつかの種では、1つのアンテナの感覚器の数は数千に達します。そして、Antheraea polirhemusのような種では、感覚器の数は60,000を超えます。





コーンワーム(Helicoverpa zea Boddie)のアンテナの一部とトリコイドセンシラ(Lee and Baker、2008年以降)の電子顕微鏡写真。ソース



感覚器は、ニューロンの専門グループに関連付けられています。各グループには数十個あります。センシラは多孔質で、化学分子のトラップとして機能します。それらは毛穴に入り、ニューロンのプロセスと相互作用し、ニューロンは電気信号を神経系に送ります。これが匂いの定義です。





( Gullan, Cranston, 2005):

1 — ; 2 — ; 3 — ; 4 — , ; 5 — ; 6 — ; 7 — ; 8 — ; 9 — ; 10 — ; 11 — ; 12 — ; 13 — ; 14 — .




多くの人々は、男性の蝶、特に夜行性の蝶が櫛のアンテナを持っており、何キロにもわたって女性の存在を感じることを知っています。大量のセンシラに感謝します。女性はフェロモンを放出し、男性はそれらを捕まえて源に群がります。したがって、最も敏感な匂いの感覚を持っている人(まあ、または幸運なことに、すべての中で最も近いことが判明した人)が継承を残すことができます。これも論理的です。



昆虫学者はSaturniasを繰り返し実験してきました。そのため、移動する列車の窓からさまざまな間隔で解放されたオスの蝶は、最大12km離れたメスに戻ることができました。男性にはタグが付けられ、約26%の男性が11kmの距離から崇拝の対象を見つけることができました。





オスの蝶はメスのフェロモン分子を捕獲することができ、それらから3〜6km離れていることが知られています。梨サトゥルニア(梨孔雀の目)などの種は、10 km離れた場所にいる女性の存在を感知して、さらに印象的な性別の偉業を成し遂げることができます。現在、ナシサチュルニアは昆虫の中で「生きている臭い検出器」のリストで第1位にランクされています。蚕の男性は1メートルあたり100個のフェロモン分子必要な 3女性を見つけるために。



もちろん、他の昆虫もにおいがします。ですから、草食性の節足動物は、匂いだけで自分に合った植物を決定します。そのような昆虫が食べ物を求めてさまよっているように見えることもありますが、そうではありません。直線ではありませんが、目標を達成します。





私たちを喜ばせるスカベンジャー、ハエ、蚊、その他の昆虫は、匂いによって食べ物を決定します。社会的な昆虫の大多数が匂いによって「友達」を識別することも長い間知られていました。同じ種のエイリアンが誤ってコロニーに入った場合、それは追い払われるか殺されます。まあ、なんと、臭いが悪い。



味はどうですか?



ここでも、すべてが順調です。昆虫は、液体や固体にさまざまな化学物質が存在するためのほぼ理想的な検出器です。さらに、彼らの味覚器官は、口の器官、アンテナ、前脚(同じ蝶へのこんにちは)、あるいは産卵器にさえあります。確かに、後者の場合、それは実際には味ではなく、卵が産まれる基質の化学的特性についてです。



蝶は前足で甘いものに触れるとすぐにプロボシスが反応します。ちなみに、蝶の「足」は人間よりもはるかに低い濃度の物質を感じます-彼らは約2000倍敏感です。科学者たちは、鱗翅目の代表者が、キニン、スクロースなどの非常に弱い溶液を含む、さまざまな物質を互いに区別できると判断しました。



味覚検出器の中心はすべて同じ感覚器であり、自然は車輪を再発明しないことを決定しました。この場合のみ、感覚器は壁が厚く、それぞれの基部には数十ではなく、3〜5個のニューロンがあります。まれに、その数が50に達することがあります。これは、いくつかのテイスター種の場合です。ここでの動作原理は同じです。細孔を通って、化学物質がニューロンの上部に浸透し、ニューロンと相互作用します。





興味深いことに、多くの場合、味覚感覚器の基部にあるニューロンは高度に特殊化されています。例としては、ニューロンのグループが3つの要素のみで構成されるPhormiareginaフライがあり ます。しかしその一方で、1つのニューロン(触覚、2番目)が甘い味を決定し、3番目が塩辛いです。ハエに必要なのは甘い食べ物だけなので、それ以上の味を定義する必要はありません。





しかし、他の昆虫、例えば蜂では、ニューロンはより機能的です。彼らはすべての味を定義することができます-甘くて塩辛い、酸っぱいまたは苦い。ほとんどの昆虫の味に対する感受性は、人間のそれとほぼ同じか、わずかに高いか低いです。すべて同じ蝶がここで際立っています。



これは蝶の超能力が終わるところですか?



いいえ、彼らはまだ赤外線放射を区別し、超音波を聞くことができます。最初の能力に関しては、それは彼らに完全な暗闇の中で花を見つけるか、パートナーを特定する能力を与えます。



しかし、超音波は強制的な進化のツールです。「超音波サウンダー」は、蝶がコウモリを避け、その音を聞くことを可能にします。さらに、一部の蝶は、空間内の方向付けのために何らかの方法でエコーロケーションを使用します。理解できる限り、それらは超音波を放射しませんが、反射された音によって導かれます。この能力により、彼らは障害物を回避することができます。








All Articles