Mrówki z niesamowitą umiejętnością. Żadne inne zwierzę nie byłoby w stanie tego znieść

To mrówki mają najszybciej poruszające się wyrostki w królestwie zwierząt. Czym one są i do jakich celów służą?
Mrówki Odontomachus brunneus /Fot. Wikimedia Commons
Mrówki Odontomachus brunneus /Fot. Wikimedia Commons

Mrówki należące do gatunku Odontomachus brunneus dysponują niezwykłymi szczękami. Otwierają je na szerokość 180 stopni i zamykają do pewnego momentu, kiedy muszą się zatrzasnąć. Proces ten trwa zaledwie mikrosekundy i wymaga użycia sporej siły.

Czytaj też: Mrówki niczym sieci neuronowe? Ich kolonie robią coś niebywałego

Owady używają szczęk głównie do ogłuszania lub zabijania ofiar, ale mogą też wykorzystać je w innym celu. Uwalniając zatrzask w pobliżu powierzchni ziemi, prowadzi do wystrzelenia mrówki w powietrze – taki rodzaj skoku może pomóc zwierzęciu wydostać się z pułapki.

Broń albo ratunek

Niezwykłe jest to, że szczęki mrówek Odontomachus brunneus mogą służyć zarówno do polowania, jak i bezpiecznej ewakuacji. W zależności od sytuacji, zwierzę jest w stanie wykorzystać szczęki zarówno w sposób delikatny, jak i brutalny. Zespół uczonych z Uniwersytetu Duke’a pod kierownictwem prof. Sheili Patek postanowił zbadać, jak działają te niesamowite struktury. Szczegóły opisano w czasopiśmie Journal of Experimental Biology.

Mrówki Odontomachus brunneus występują w południowej części Stanów Zjednoczonych, Ameryce Środkowej i Indiach Zachodnich. Zespół prof. Patek zebrał okazy z kolonii, którą znalazł w zaroślach w pobliżu Lake Placid na Florydzie. Naukowcy wykonali szczegółowe skany głów i szczęk mrówek w celu zrozumienia, skąd się bierze ich ogromna siła.

Naukowcy filmowali ruchy szczęk mrówek z prędkością 300 000 klatek na sekundę, aby dokładnie dostrzec manewr, w którym owady zderzały ze sobą żuchwy. Okazało się, że mrówki używają dwóch oddzielnych mechanizmów sprężynowych, aby poruszać swoimi potężnymi szczękami. Po pierwsze, mięśnie rozsuwają szczęki tak, że powstaje między nimi kąt 180o, co prowadzi do deformacji głowy mrówki, czyniąc ją nieco krótszą (ok. 3,2%) i węższą (6%) w porównaniu do macierzystą postacią. Gdy szkielet zwierzęcia odkształca się, gromadzona jest energia potencjalna, która może być wyzwolona, gdy szczęki zostaną zwolnione.

Czytaj też: Mrówki mają dwa żołądki. Jeden dla siebie, drugi „społeczny”, dla całej kolonii

Po drugie, masywne mięśnie przyczepiają się do każdej szczęki za pomocą sprężystych ścięgien. To oznacza, że moment obrotowy jest wytwarzany dzięki zmagazynowanej energii elastycznej w dwóch różnych miejscach na każdej żuchwie. Kiedy szczęki zostają zwolnione, głowy powraca do normalnego kształtu, co powoduje wypchnięcie części żuchwy do przodu, z dala od ciała. W tym samym czasie elastyczne ścięgna ciągną wewnętrzną krawędź każdej szczęki w kierunku ciała – szczęki wychylają się po idealnym łuku i osiągają maksymalną prędkość około 195 km/h. Naukowcy nazwali ten mechanizm “podwójną sprężyną siłową”, ponieważ dwie sprężyny dostarczają energię w dwóch różnych miejscach w tym samym czasie, na każdej żuchwie.

Niesamowite jest to, że mrówki Odontomachus brunneus wykorzystują mechanizm, który pozwala im koordynować przeciwstawne siły napędzające idealny obrót żuchwy. Nie dochodzi do obciążenia stawu żuchwowego ani samej mrówki, niezależnie od tego, jak często zamyka ona swoje szczęki.