Tänk dig att hoppa 25 gånger din kroppslängd på bara 2,5 sekunder. Omöjlig, höger? Tänk dig nu att göra det hoppet utan löpande start, precis kommit ur sängen ... och utan ben. Även om det är omöjligt för människor att bli gravida, några larvinsekter i många ordningar, inklusive Hymenoptera, Lepidoptera, och Diptera - de sanna flugorna, kan göra detta genom att använda hela kroppen för att driva sig fram.

Grace Farley, labchef i Patek -labbet vid Duke University och presenterande författare vid det årliga mötet i Society of Integrative and Comparative Biology (SICB), förklarar. "Mugglarverna (Cecidomyiidae:Asphondylia sp.) Är en liten mjuk cylinder som ser ut som en liten puff Cheeto som vanligtvis kryper runt som en tum mask." Dock, midgelarverna kan också krypa ihop till en loopform, låser deras främre ände i ett utskjutande strax under deras huvudsegment. En gång cirkulär, midgelarverna kommer att börja komprimeras på grund av svullnad i den bakre tredjedelen av midgen. Väl här, midgen pumpar troligen vätska in i den bakre kroppsregionen, orsakar hydrostatiskt tryck att bygga upp. Alltså whoosh! "När spärren släpps, den hydrostatiskt trycksatta bakre tredjedelen av muggens kropp fungerar som ett ben, trycka in i underlaget och skjuta ut mitten i luften. "

Under detta hopp, en midgelarver kan nå en hastighet av 0,9 meter/sekund, accelerera vid ~ 18, 000 meter/sekund ² , och hoppa 20-30 gånger sin kroppslängd. Jämfört med andra benlösa hoppare, såsom klickbaggen som accelererar med endast ~ 400 meter/sekund ² , måglarverna accelererar mycket snabbare än andra hoppare. Också, effekten från dessa hopp (~ 9, 000 Watt/kilogram som en konservativ beräkning), visa att detta är en effektförstärkt mekanism. Detta betyder att kraften som produceras av dessa hopp inte kan genereras av muskelkraft ensam, eftersom den långt överskrider de kända gränserna för insektsmuskeln (100 watt/kilogram)! Låset är en nyckelmekanism för att producera den extra kraften som vi ser, eftersom det möjliggör hydrostatiskt tryck för att bygga upp och släppa vid tidsskalor mycket kortare än producerat av muskler.

Men varför gör de detta? Vi tänker vanligtvis på organismer som utvecklas i trånga utrymmen, med lite utrymme att bete sig eller lokomotiv; så varför skulle denna fenomenala hoppförmåga ha utvecklats? Några svar kan hittas genom att undersöka livshistorien för närbesläktade gallmuggarter. Gallmuggor reproducerar sig genom att lägga sina ägg på växternas löv. Värdväxten bygger upp en gall runt de utvecklande larverna, ger ett relativt säkert hem. Larverna är fasthållna inuti gallan tills de kommer ut ur gallan, falla till marken, och hoppa för att hitta en mer lämplig livsmiljö för förpuppning och mognad.

De speciella mugglarverna som Farley et al. studerar, dock, lägg till ytterligare ett lager av komplexitet. Arten de använder för att förstå hoppbeteende kommer inte fram ur gallan förrän det är en fullvuxen vuxen, ett stadium där organismen har en helt annan kroppsplan och inte längre kan hoppa. Detta väcker intressanta frågor om varför just denna art har förmågan att hoppa om den vanligtvis spenderar hela sin larvutveckling begränsad i gallan. "Detta beteende kan vara en evolutionär hållning", säger Farley. "[Midge larver] kanske inte behöver detta beteende längre men har fortfarande förmågan att göra det." Dock, mekanismen för detta beteende är mycket robust, och det är mycket troligt att det fortfarande tjänar larverna på något sätt. Det kan vara viktigt på grund av den höga graden av gallpredation, eftersom förmågan att hoppa kan vara ett sätt att undvika rovdjur.

Chockerande, denna hydrostatiska mekanism fungerar riktigt bra för mjuka kroppsliga hopp och verkar användas av många Diptera, Hymenoptera och Lepidoptera larver, liksom hos vuxna organismer som nematodmaskar. Farley är glada över att bredda vår förståelse för larvlokomotiv, och hoppas kunna fortsätta utforska utvecklingen av detta beteende och denna mekanism för många arter.